Естествознание

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Помните ли вы, например, что 1 кубический метр воздуха имеет массу более килограмма? Если забыли - загляните в таблицу плотностей в § 2-г. Следовательно, масса воздуха, находящегося в школьном кабинете, составляет 200 - 300 килограммов!

Проделаем опыт, который подтвердит, что воздух действительно имеет массу. Взгляните на рисунок "а". Вы видите, что к левой чаше весов подвешен стеклянный шар, а на самой чаше лежит пробка с трубкой и зажимом. На правой чаше стоит гиря, уравновешивающая вес предметов, находящихся слева: пробки, трубки зажима и шара, в котором есть окружающий нас воздух.

Взгляните на рисунок "б". Шар отцепили от чаши и присоединили к насосу. Некоторое время воздух из шара откачивали. Затем трубку пережали зажимом, а шар опять подвесили к чаше (рис. "в"). Мы видим, что теперь гиря "перевешивает", следовательно, масса шара меньше массы гири. Другими словами, откачанный воздух обладал массой. Ее можно измерить при помощи гирь. Зная объем шара, можно даже подсчитать плотность воздуха.

Существование массы воздуха - причина того, что он, притягиваясь к Земле, имеет вес. Известно, например, что атмосферный воздух, расположенный над площадью поверхности Земли в 1 м2 имеет огромный вес - около 100 тысяч ньютонов!

Как известно, воздух окружает всю Землю в виде шарообразного слоя, поэтому воздушную оболочку Земли называют атмосферой (греч. "атмос" - пар, воздух; "сфера" - шар). Как и всякое другое тело, имеющее массу, атмосфера притягивается к Земле. Действуя на тела своим весом, она создает давление, называемое атмосферным давлением. Согласно закону Паскаля, оно проникает в дома, пещеры, шахты и действует на все тела, соприкасающиеся с атмосферным воздухом.

Космические полеты показали, что атмосфера возвышается над поверхностью Земли на несколько сотен километров, становясь все более разреженной (менее плотной). Постепенно она переходит в пустое космическое пространство - вакуум, где давление равно нулю.

Существованием атмосферного давления объясняется целое множество явлений. Рассмотрим одно из них - поднятие жидкости за поршнем. Обратимся к рисунку.

Если резко поднять рукоятку поршня, то между ним и жидкостью образуется безвоздушное пространство, давление в котором практически равно нулю. Поэтому, атмосферное давление, воздействуя на поверхность жидкости в сосуде (голубые стрелки), вгонит жидкость вверх по трубке в пространство с меньшим давлением. Но если же поршень поднимать плавно, то внешне все будет выглядеть так, как будто бы жидкость "сама собой" поднимается за поршнем.