Ощущаете ли вы воздух вокруг себя? Если мы не шевелимся, то практически его не чувствуем. Даже наше дыхание настолько нам привычно, что мы не замечаем, как втягиваем и выталкиваем легкими воздух, будто насос.
Но стоит нам хотя бы помахать руками или побежать, как сразу сопротивление воздуха становится осязаемым. Когда же, к примеру, мы мчимся в автомобиле с открытыми окнами, то бьющий в лицо ветер напоминает пружинящую струю жидкости.
Значит, воздух обладает упругостью, плотностью и, выходит, может создавать давление. Но тогда и покоящийся воздух оказывает давление на все «погруженные» в него предметы, а также давит на поверхность Земли. Эта, казалось бы, ясная мысль долгое время не приходила в голову даже многим выдающимся ученым. В существовании атмосферного давления сомневался даже Галилей, хотя именно он первым прикинул, какова плотность воздуха.
Доказательством реальности давления атмосферного воздуха был опыт ученика Галилея — итальянского ученого Э. Торричелли. В этом опыте давление воздуха уравновешивалось давлением столбика ртути в стеклянной трубке, запаянной с верхнего конца и опущенной нижним в сосуд с ртутью. Высота столбика составляет на уровне моря примерно 760 миллиметров. Когда вы слышите по радио сводку погоды, именно в этих единицах — в миллиметрах ртутного столба — вам сообщают об атмосферном давлении. А прибор, примененный Э. Торричелли, можно было бы использовать и сегодня. Но за прошедшие 350 лет изобрели множество других устройств для измерения давления, хотя название «барометр» сохранилось с тех пор.
Понятно, что чем выше мы поднимаемся, тем меньшей толщины окажется над нами слой атмосферного воздуха — и давление его станет меньше. Это становится особенно заметным высоко в горах, где малые давление и плотность воздуха уже не позволяют дышать без кислородной маски.
Если воздух давит, и это давление можно измерить, то тогда легко узнать", насколько оно велико или мало. Как вам понравится, например, тот факт, что суммарная сила давления воздуха на наше тело сравнима с давлением груза массой в одну тонну. И ничего — мы привыкли!
Чтобы наглядно продемонстрировать это давление, в 1654 году был проведен знаменитый опыт с магдебургскими полушариями. В нем из плотно прижатых друг к другу металлических полусфер был откачан воздух. Атмосферное давление настолько сильно сжимало их снаружи, что снова разделить полушария не могли даже несколько пар лошадей, тянущих полушария в разные стороны.
Как видите, свою огромную силу атмосферное давление показывает, когда рядом давления нет или оно очень мало. Скажем, если обычным поршневым насосом поднимать воду в трубке, опущенной в открытый водоем, то именно давление воздуха «затолкнет» воду в трубку. Но как только поршень
насоса достигнет высоты чуть больше 10 метров, дальнейший подъем воды прекратится. И теперь, сколько бы мы ни поднимали поршень, под ним до воды не будет ничего — пустота, вакуум.
Это, конечно, не очень «чистый» вакуум, под поршнем остаются пары воды. Но их давление так мало, что несравнимо с атмосферным. Потому-то воздух и удерживает столь высокий столб воды.
А вот если мы измерим давление воздуха, создаваемое компрессорами для отбойных молотков или необходимых для накачивания автомобильных шин, то узнаем, что оно многократно превышает атмосферное. Еще пример для сравнения: давление в глубинах океана оказывается более чем в 1000 раз больше атмосферного. Поэтому батискафы, в которых акванавты погружаются на глубину, должны быть сверхпрочными. Иначе им не выдержать огромной разницы давлений внутри — воздуха и снаружи — воды.
На уровне моря нормальное давление воздуха составляет приблизительно 1 кг/см2, однако чем выше, тем атмосферное давлениестановится меньше. Так, на уровне 3500 м оно падает уже до 700 г/см2, а на вершине Эвереста (8848 м) - до всего лишь 315 г/см2. Воздух там так разрежен, что альпинисты берут с собой запас кислорода.
Вес воздушного океана не укладывается в сознании. Если атмосферное давление на уровне моря составляет всего 1 кг/см2, то вся гигантская масса воздуха у нас над головой весит 5 х 1015 тонн!