이 기사에서는 Torricelli의 실험에 대한 설명을 볼 수 있습니다. Torricelli의 실험이 무엇으로 구성되어 있는지, 그리고 이 실험실 테스트에서 도출할 수 있는 결론을 발견하게 될 것입니다.
Torricelli의 실험은 무엇이었나요?
토리첼리 실험(Torricelli Experiment)은 1643년 물리학자 에반젤리스타 토리첼리(Evangelista Torricelli)가 수행한 실험이다. 토리첼리의 실험은 수은관을 사용하여 대기압을 측정하는 것으로 구성되었다.
보다 정확하게는 Torricelli는 1m 길이의 튜브에 수은을 완전히 채웠고 튜브의 한쪽 끝이 닫혀 있었습니다.
그런 다음 그는 수은으로 채워진 열린 용기 위에 튜브를 뒤집었습니다. 따라서 튜브의 닫힌 끝은 용기 외부에 있었고 열린 끝은 용기 내부에 있었습니다.
이론상으로는 튜브를 뒤집어서 모든 액체를 큰 용기에 부어 넣어야 합니다. 그러나 놀랍게도 관은 비어 있지 않았지만 수은 기둥은 몇 센티미터만 내려갔습니다. 수은 기둥의 최종 높이는 0.76m, 즉 760mm였습니다.
이 현상은 대기압, 즉 공기에 의해 가해지는 압력으로 인해 발생합니다. 공기가 수은 표면에 가하는 압력은 수은이 공기에 가하는 압력보다 크기 때문에 공기와 접촉하는 수은은 더 이상 상승할 수 없습니다. 따라서 튜브 내부의 수은 기둥도 더 이상 아래로 내려갈 수 없습니다.
이 경험을 통해 수은주에서 압력을 측정할 수 있다는 사실이 입증되어 수은 밀리미터가 새로운 압력 단위로 채택되었습니다. 따라서 대기압은 760mmHg(수은주 760mmHg)에 해당합니다.
나중에 파스칼은 산의 높이를 달리하여 똑같은 실험을 반복했고, 토리첼리의 실험 결과는 테스트가 수행된 높이에 따라 달라지는 것을 발견했습니다. 이는 대기압도 고도에 따라 달라진다는 것을 의미합니다. 고도가 높을수록 공기에 의해 가해지는 압력은 낮아집니다.
Torricelli의 실험에서 얻은 결론
Torricelli의 실험에서 도출할 수 있는 결론은 다음과 같습니다.
- 첫째, 대기압의 존재가 증명된다. 즉, 토리첼리의 실험은 공기가 매우 약하더라도 모든 신체에 압력을 가한다는 것을 보여주었다.
- Torricelli 실험의 두 번째 결론은 대기압 값으로, 이는 760mmHg(약 101325Pa)로 추정되었습니다.
- Torricelli의 경험을 통해 새로운 압력 측정 단위인 수은 밀리미터가 확립되었습니다. 1밀리미터의 수은은 133.322 Pa와 같습니다.
- Torricelli의 실험에서 수은 기둥의 높이는 테스트가 수행되는 높이에 따라 달라집니다. 따라서 대기압은 고도에 따라 달라집니다.
- 토리첼리의 실험은 진공이 어떻게 생성될 수 있는지 가르쳐 주는 역할을 했습니다. 수은의 높이가 낮아졌을 때 닫힌 튜브에 생성된 공간에는 아무것도 없었기 때문입니다.