وفي هذه المقالة ستشاهد شرح تجربة توريتشيلي. سوف تكتشف مما تتكون تجربة توريسيلي بالإضافة إلى الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من هذا الاختبار المعملي.
ما هي تجربة توريتشيلي؟
تجربة توريسيلي هي تجربة أجراها الفيزيائي إيفانجليستا توريسيلي في عام 1643. وتألفت تجربة توريسيلي من قياس الضغط الجوي باستخدام أنبوب الزئبق.
بتعبير أدق، ملأ توريتشيلي أنبوبًا طوله متر واحد بالزئبق بالكامل، وتم إغلاق الأنبوب من أحد طرفيه.
ثم قام بقلب الأنبوب فوق حاوية مفتوحة مملوءة بالزئبق. إذن، الطرف المغلق للأنبوب كان خارج الحاوية، والطرف المفتوح كان داخل الحاوية.
من الناحية النظرية، عن طريق قلب الأنبوب، ينبغي صب كل السائل في الحاوية الكبيرة. ولكن من المدهش أن الأنبوب لم يفرغ، بل نزل عمود الزئبق بضعة سنتيمترات فقط. وكان الارتفاع النهائي لعمود الزئبق 0.76 مترًا، أو 760 ملم.
ترجع هذه الظاهرة إلى الضغط الجوي، أي الضغط الذي يمارسه الهواء. كان الضغط الذي يمارسه الهواء على سطح الزئبق أكبر من الضغط الذي يمارسه الزئبق على الهواء، وبالتالي لا يمكن للزئبق الملامس للهواء أن يرتفع إلى أعلى. ومن ثم، فإن عمود الزئبق الموجود داخل الأنبوب لا يمكن أن يتجه إلى الأسفل أيضًا.
ومن هذه التجربة، تم اعتماد المليمتر من الزئبق كوحدة جديدة للضغط، حيث ثبت أنه يمكن قياس الضغوط في أعمدة الزئبق. لذلك كان الضغط الجوي يعادل 760 ملم زئبق (760 ملم زئبقي).
لاحقًا، كرر باسكال نفس التجربة تمامًا ولكن على ارتفاعات مختلفة للجبل، ووجد أن نتيجة تجربة توريسيلي تختلف اعتمادًا على الارتفاع الذي تم إجراء الاختبار عليه. وهذا يعني أن الضغط الجوي يعتمد أيضًا على الارتفاع: فكلما زاد الارتفاع، انخفض الضغط الذي يمارسه الهواء.
استنتاجات من تجربة توريسيلي
الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من تجربة توريتشيلي هي كما يلي:
- أولا، يتم إثبات وجود الضغط الجوي. بمعنى آخر، أظهرت تجربة توريتشيلي أن الهواء يمارس ضغطًا على جميع الأجسام، حتى لو كان ضعيفًا جدًا.
- الاستنتاج الثاني لتجربة توريسيلي هو قيمة الضغط الجوي الذي قدر بـ 760 ملم زئبق (حوالي 101325 باسكال).
- بفضل تجربة توريسيلي، تم إنشاء مقياس جديد للضغط: المليمتر من الزئبق. ملليمتر واحد من الزئبق يساوي 133.322 باسكال.
- يعتمد ارتفاع عمود الزئبق في تجربة توريسيلي على الارتفاع الذي يتم عنده إجراء الاختبار. وبالتالي فإن الضغط الجوي يختلف باختلاف الارتفاع.
- ساعدت تجربة توريسيلي في تعليم كيفية توليد الفراغ، لأنه في الفضاء الذي تم توليده في الأنبوب المغلق عندما انخفض ارتفاع الزئبق، لم يكن هناك شيء، أي أنه كان فراغًا.