فيزياء تانية ثانوي .. شرح درس البارومتر + ملزمة الدرس

الضغط الجوى

 
البارومتر الزئبقى

يستخدم البارومتر الزئبقى في قياس الضغط الجوى ، وهناك ايضا البارومتر المائي ولكن لايمكن استخدامه عمليا وذلك بسبب الفرق الكبير بين كثافة الماء وكثافة الزئبق.

اخترع العالم تورشيلى البارومتر الزئبقي

تركيب البارومتر الزئبقى

 1 -  انبوبة منتظمة المقطع طولها متر مفتوحة من أحد طرفيها

 2 -  تنكس الأنبوبة فى حوض به كمية مناسبة من الزئبق

خطوات القياس

1 – توضع كمية مناسبة من الزئبق فى الحوض

2 – تملأ الأنبوبة كماماً بالزئبق

3 – تنكس الأنبوبة رأسياً فى الحوض مع الحرص على عدم تسرب فقاعات هوائية إلى داخل الأنبوبة

ملاحظات :

 1 – ارتفاع الزئبق فى الأنبوبة يكون 0.76 cm  سواء الأنبوبة فى وضع رأسى أو مائل

 2 – الحيز فوق الزئبق يكون فراغ ( فراغ تورشيلى ) ( مع احتمال وجود قيل جدأ من بخار الزئبق )
 

فكرة عمل البارومتر الزئبق :

الأساس العلمي الذي بنيت عليه فكرة البارومتر الزئبقي هي تساوي الضغط عند جميع النقاط التى تقع فى مستوى أفقى واحد فى سائل ساكن متجانس .

فراغ تورشيلى

الحيز الموجود فوق سطح الزئبق داخل البارومتر الزئبق ويكون مفرغا إلا قليل من بخار الزئبق

ملاحظات

1 – الضغط عند النقطة (   A   ) = الضغط عند النقطة (  B   )
2 – الضغط عند النقطة (  B  ) = الضغط الجوى
3 – الضغط عند النقطة ( A ) = ضغط عمود الزئبق الذى أرتفاعه (  h  )
4 – الضغط الجوى (  P_a  )= ارتفاع عمود الزئبق (  h  ) × كثافة الزئبق × عجلة الجاذبية الأرضية (  g  )

الضغط الجوى Pa
يقدر بوزن عمود من الزئبق ارتفاعه (  h  ) ومساحة مقطعه  1m²  أو    هو الضغط الناشئ عن وزن عمود الهواء الذى يمتد من نقطة معينة حتى نهاية الغلاف الجوى ويؤثرعلى وحدة المساحات المحيطة بتلك                                

ملاحظة
وجد أن الضغط الجوى عند مستوى سطح البحر عند درجة صفر سيلزيوس يعادل 76 سم زئبق وسمى الضغط الجوى المعتاد ( القياسى ).
أو
وزن عمود من الهواء مساحة مقطعة وحدة المساحات وارتفاعه من مستوى سطح البحر حتى قمة الغلاف الجوى.

العوامل التى يتوقف عليها الضغط الجوى عند نقطة

1 – الارتفاع عن مستوى سطح البحر ( يقل الضغط بالارتفاع لاعلى )
2 – متوسط كثافة الهواء الجوى ( يزداد الضغط بزيادة كثافة الهواء )
3 – عجلة الجاذبية الأرضية ( تاثيرها غير ملحوظ إلا عند الارتفاعات العالية )
4 – درجة الحرارة ( يقل الضغط الجوى بارتفاع درجة الحرارة )

ملاحظات هامة :

1 -  يستخدم الزئبق كمادة بارومترية وذلك للأسباب التالية
أ – كثافة الزئبق كبيرة فيكون ارتفاع الزئبق مناسب لطول البارومتر حيث الارتفاع يتناسب عكسى مع الكثافة
ب – يكون فراغ تورشيلى مفرغا إلا قليل من بخار الزئبق الذى يمكن اهماله يمكن اهمال ضغطه
جــ - لا يلتصق بالزجاج لأن قوى التلاصق بينه وبين الزجاج صغيرة
د – فضى اللون يمكن رؤيته بسهولة داخل الأنبوبة

2 -  لا يصلح الماء بدل من الزئبق فى البارومتر ؟
( لأن كثافة الماء صغيرة جداً فإذا استخدم الماء نحتاج إلى أنبوبة يزيد طولها عن عشرة أمتار )

3 -  لا يتأثر ارتفاع الزئبق فى البارومتر بمساحة مقطع الأنبوبة البارومترية ؟
جـــــ حسب العلاقة g  h   P_a   =   لا يتوقف على مساحة المقطع

4 -  يختفى فراغ تورشيلى فى البارومتر
جــــ عندما يكون ارتفاع الأنبوبة الرأسى عن سطح الزئبق أقل او يساوى 76 cm

5- لا يتأثر ارتفاع الزئبق فى البارومتر بمساحة مقطع الأنبوبة البارومترية


لمزيد من الشرح والتوضيح شاهد فيديو الشرح