Розрахувати атмосферний тиск так, як ми розраховували тиск стовпа рідини, не можна. Чому? Для такого розрахунку ми повинні знати висоту атмосфери і щільність повітря. Але певної межі у атмосфери немає, а щільність повітря, будучи найбільшою у поверхні Землі, зменшується з висотою. Однак виміряти атмосферний тиск можна за допомогою досвіду, запропонованого в XVII в. італійським вченим Торрічеллі.

Дослід Торрічеллі полягає в наступному: скляну трубку завдовжки близько 1 м, запаяну з одного кінця, наповнюють ртуттю. Потім, щільно закривши другий кінець трубки, її перевертають, опускають в чашку з ртуттю і під ртуттю відкривають кінець трубки (рис. 118). Частина ртуті при цьому виливається в чашку, а в трубці залишається стовп її висотою близько 760 мм. У трубці над ртуттю повітря немає, там безповітряний простір.

Торрічеллі, який запропонував описаний вище досвід, дав і його пояснення. Атмосфера тисне на поверхню ртуті в чашці. Ртуть знаходиться в рівновазі. Значить, тиск в трубці на рівні αα (рис. 118) теж дорівнює атмосферному тиску. Але в верхній частині трубки повітря немає, тому тиск в трубці на рівні αα створюється тільки вагою стовпа ртуті в трубці. Звідси випливає, що атмосферний тиск дорівнює тиску стовпа ртуті в трубці.

Вимірявши висоту стовпа ртуті в досвіді Торрічеллі, можна розрахувати тиск, який виробляє ртуть, - воно і буде дорівнює атмосферному тиску.

Чим більше атмосферний тиск, тим вище стовп ртуті в досвіді Торрічеллі, тому на практиці атмосферний тиск можна вимірювати висотою ртутного стовпа (в міліметрах або сантиметрах). Якщо, наприклад, тиск атмосфери одно 780 мм рт. ст., то це означає, що повітря виробляє такий же тиск, яке виробляє вертикальний стовп ртуті висотою 780 мм.

Торрічеллі Еванджеліста (1608-1647) -італійський вчений, учень Галілея, Винайшов ртутний барометр і пояснив його дію існуванням атмосферного тиску, розробив ряд інших питань у фізиці і математиці.

Отже, за одиницю атмосферного тиску приймають в цьому випадку 1 міліметр ртутного стовпа (1 мм рт. Ст.). Знайдемо співвідношення між цією одиницею і відомою нам одиницею тиску паскалем.

Тиск стовпа ртуті висотою в 1 мм одно:

p = gph, p = 9,8 Н / кг * 13 600 кг / м3 * 0,001м≈133,3 Па.

Отже, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па = 1,33 гПа.

В даний час атмосферний тиск прийнято вимірювати і в гектопаскалях.

Спостерігаючи день за днем ​​за висотою ртутного стовпа в трубці, Торрічеллі виявив, що ця висота змінюється: то збільшується, то зменшується. Звідси він зробив висновок, що атмосферний тиск не постійно, воно може змінюватися. Торрічеллі помітив також, що зміни атмосферного тиску якось пов'язані зі зміною погоди.

Прикріпивши до трубки з ртуттю в досвіді Торрічеллі вертикальну шкалу, отримують найпростіший ртутний барометр - прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Питання. 1. Чому не можна розраховувати тиск повітря так само, як розраховують тиск рідини на дно або стінки судини? 2. Поясніть, як за допомогою трубки Торрічеллі можна виміряти атмосферний тиск. 3. Що означає запис: «Тиск атмосфери одно 780 мм рт. ст.? 4. Як називають прилад для вимірювання атмосферного тиску? Як він влаштований? 5. Скільком гектопаскалях одно тиск ртутного стовпа висотою 1 мм?

Вправи. 1. На малюнку 119 зображено водяний барометр, влаштований Паскалем 1646 р Якої висоти був стовп води в цьому барометр при атмосферному тиску, рівному 760 мм рт. ст.? 2. У 1664 р Отто Геріке в м Магдебурзі, щоб довести існування атмосферного тиску, справив такий досвід: він викачав повітря з порожнини менаду двома металевими півкулями, складеними разом. Тиск атмосфери тан сильно притиснуло півкулі один до одного, що їх не могли розірвати вісім пар коней (рис. 120). Обчисліть силу, що стискає півкулі, якщо вважати, що вона діє на площу, рівну 2800 см2, а атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт. ст. 3. З трубки довжиною 1 м, запаяній з одного кінця і з краном на іншому кінці, викачали повітря. Помістивши кінець з краном в ртуть, відкрили кран. Заповнить чи ртуть всю трубку? Якщо замість ртуті взяти воду, заповнить вона всю трубку?

Завдання. 1. Занурте стакан в воду, переверніть його під водою догори дном і потім повільно витягуйте з води. Чому, поки краю склянки знаходяться під водою, вода залишається в склянці (не виливається)? 2. Налийте в склянку води, закрийте аркушем паперу і, підтримуючи лист рукою, переверніть стакан вверх дном. Якщо тепер відняти руку від паперу (рис, 121), то вода зі склянки не виллється. Папір залишається як би приклеєною до країв склянки. Чому? Відповідь обґрунтуйте.