この記事では、トリチェリの実験について説明します。トリチェリの実験の内容と、この室内実験から導き出される結論を発見します。
トリチェリの実験とは何でしたか？
トリチェリ実験は、 1643 年に物理学者エヴァンジェリスタ トリチェリによって行われた実験です。トリチェリの実験は、水銀管を使用して大気圧を測定することから構成されていました。
より正確には、トリチェリは長さ 1 m の管を水銀で完全に満たし、管の一端を閉じました。
次に、彼は水銀が満たされた開いた容器の上でチューブを逆さまに置きました。したがって、チューブの閉じた端は容器の外側にあり、開いた端は容器の内側にありました。
理論的には、チューブを逆さにすると、すべての液体が大きな容器に注がれるはずです。しかし、驚いたことに、チューブは空にならず、水銀柱は数センチメートル降下しただけでした。水銀柱の最終的な高さは 0.76 m、つまり 760 mm でした。
この現象は大気圧、つまり空気によって加えられる圧力によるものです。空気が水銀の表面に及ぼす圧力は、水銀が空気に及ぼす圧力よりも大きかったため、空気と接触している水銀はそれ以上上昇することができませんでした。したがって、管内の水銀柱もそれ以上下ることはできませんでした。
この経験から、圧力は水銀柱で測定できることが実証されていたため、圧力の新しい単位として水銀ミリメートルが採用されました。したがって、大気圧は 760 水銀柱ミリメートル (760 mmHg) に相当します。
その後、パスカルは山の高さを変えてまったく同じ実験を繰り返したところ、トリチェリの実験の結果は実験が行われた高さに応じて異なることがわかりました。これは、大気圧は高度にも依存することを意味します。高度が高くなるほど、空気が及ぼす圧力は低くなります。
トリチェリの実験から得られた結論
トリチェリの実験から導き出される結論は次のとおりです。
- まず、大気圧の存在を証明します。言い換えれば、トリチェッリの実験は、空気がたとえ非常に弱いものであっても、すべての物体に圧力を及ぼすことを示しました。
- トリチェリの実験の 2 番目の結論は大気圧の値で、760 mmHg (約 101325 Pa) と推定されました。
- トリチェリの経験により、圧力の新しい尺度である水銀柱ミリメートルが確立されました。水銀柱 1 ミリメートルは 133.322 Pa に相当します。
- トリチェリの実験における水銀柱の高さは、テストが実行される高さに依存します。したがって、気圧は高度に応じて変化します。
- トリチェリの実験は、水銀の高さが下がったときに密閉管内に生じる空間には何もなく、空っぽだったため、真空がどのように発生するかを教えるのに役立ちました。