Микола Волков
Підручники фізики називають тиском розподіл сили по поверхні. Повітря тисне на поверхню Землі - і ми говоримо про атмосферний тиск. Його одиниця називається 1 бар (це тиск стовпа повітря вагою 1 кілограм на квадратний сантиметр земної тверді). Опускаючись в морські глибини, ми випробовуємо тиск води. В земних надрах теж є тиск. У центрі планети воно дорівнює 3, 5 мегабар. Діючи з усіх боків, тиск дозволяє розплавленому земній ядру зберігати форму. На глибині 300 кілометрів тиск дорівнює 60 кілобарам. Під його впливом атоми вуглецю тісніше туляться один до одного, спресовуються - І утворюються алмази.
І за межами Землі існує тиск. Газ всередині Сонця стислий з силою 300 мільярдів бар. Такий тиск перетвориться в колосальну теплову енергію. Температура в центрі Сонця досягає 16 мільйонів градусів, а на його поверхні - 6000. Тому ми отримуємо від Сонця багато тепла і світла. В прогнозах погоди ми постійно чуємо про циклонах. Вони утворюються завдяки тискові. Відстань між молекулами в теплому повітрі більше, ніж у холодному. А значить, тиск в холодному повітрі вище. Коли в атмосфері зустрічаються тепла і холодна повітряні маси, молекули з області з високим тиском спрямовуються в область з низьким тиском. Виникає атмосферний вихор - це і є циклон.
Корисне явище
Тиск є всюди. Деякі живі організми витягують з його існування користь. У кажанів є внутрішній вимірювач тиску. Біологи вважають, що він знаходиться в слуховому апараті мишей. Тварини залишають свої житла, коли атмосферний тиск падає. Адже чим нижче тиск, тим активніше поводяться комахи - видобуток летючих мишей.
Завдяки атмосферному тиску мухи можуть повзати по стелі. На їх лапках є присоски. Між присоском і поверхнею стелі утворюється вакуум. Тиск повітря впливає на присоску тільки зовні, і муха не падає.
Під великим тиском деревні соки добираються до верхівок гігантських секвой. І чим вище стовбур дерева, тим вище має бути тиск. Біологи з'ясували, що тиск, який забезпечує дерева харчуванням, в той же час заважає їм рости В«До безкінечностіВ». Коли тиск стає занадто високим, в стовбурі дерева утворюються В«тромбиВ». Вони перекривають сокам шлях наверх, і верхівка дерева не отримує достатньо живлення. Ріст припиняється.
Кругом вода
Під водою тиск збільшується на 1 бар кожні 10 метрів. Тобто на глибині 40 метрів воно дорівнює вже 5 барам. Чому деякі риби можуть існувати на великій глибині - до 5 тисяч метрів, а іноді й глибше? Адже там на кожен квадратний сантиметр їх тіла доводиться вагу, рівний вазі вагона пасажирського поїзда! Справа в тому, що тканини і кістки глибоководних риб просочені водою. Тому риби випробовують однаковий тиск зсередини і зовні. Але якщо глибоководну рибу витягнути на поверхню, баланс зовнішнього і внутрішнього тиску порушиться. Риба роздується, її нутрощі вилізуть через рот назовні, і вона загине. Деякі бактерії, що живуть у воді, здатні витримати тиск в 16 000 разів більше, ніж нормальний атмосферний. Але як їм це вдається, вчені поки пояснити не можуть.
Людина, опинився під водою, природно, теж відчуває її тиск. При зануренні у воду без акваланга легкі сильно стискаються. Діє так званий закон Бойля: якщо збільшується тиск середовища, що оточує газ (повітря в легенях), то газ стискається. На глибині 162 метрів - це світовий рекорд занурення без акваланга - легкі зменшуються до розмірів яблука. На кожен квадратний сантиметр тіла тут тисне вага в 17 кілограмів. Здавалося б, у нирця повинні зламатися всі кістки. Але скелет справляється з цим навантаженням, так як тиск води впливає на нього рівномірно з усіх боків. Людина може витримати й більше. Іспанські вчені змоделювали підводне занурення в барокамері. Випробовувані витримали тиск, відповідне глибині 705 метрів. А адже це 70 кілограмів на квадратний сантиметр!
Повітряне море
Тиск повітряних мас людина не відчуває, хоч і живе на дні "повітряного моряВ». Адже повітря, як і вода, тисне не тільки зверху, а з усіх боків. Але навіть залишаючись невідчутним, тиск впливає на наше життя. Кістки в суглобах, наприклад, щільно В«ПідігнаніВ» друг до друга завдяки атмосферному тиску. Високо в горах, де тиск повітря нижче, зв'язок між кістками слабкіше. Кінцівки погано слухаються, часто трапляються вивихи.
Поки люди не знали про існування тиску, багато загадок здавалися нерозв'язними. Чому так важко витягнути поршень з насоса з закритим отвором? Зараз ми знаємо: заважає тиск повітря. Простий насос - це циліндр з поршнем. Коли отвір насоса відкрито, поршень відчуває однаковий тиск зсередини і зовні. Варто закрити отвір, і баланс порушується. На поршень діє тільки тиск ззовні. Наших сил не вистачає, щоб його подолати.
Велике відкриття
Існування атмосферного тиску довів італієць Еванжеліста Торічеллі. Суть досвіду, поставленого їм в 1643 році, така. Торрічеллі наповнив ртуттю запаяну знизу скляну трубку заввишки 1 метр. Потім закрив верхній кінець трубки пальцем, перевернув її і занурив у посудину з ртуттю. Коли вчений прибрав палець, ртуть з трубки витекла в ємність, але не повністю. Ртутний стовп зупинився на висоті 760 міліметрів. Торрічеллі припустив, що вага ртутного стовпа дорівнює вазі повітря над поверхнею Землі. Повітря тисне на ртуть у посудині, тому ртуть з трубки не може витекти до кінця.
Досвід Торрічеллі зробив свого роду революцію. У трубці над ртутним стовпом утворилося безповітряний простір. А адже в існування вакууму ніхто тоді не вірив. З античних часів вчені та філософи стверджували, що природа не знає порожнечі.
Висота ртутного стовпа в трубці щодня змінювалася. Тому Торрічеллі припустив, що атмосферний тиск непостійно. Ртутний стовп зі шкалою - це найпростіший ртутний барометр, незамінний при спостереженнях за погодою. До цих пір атмосферний тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпа (мм рт. ст.).
На благо людини
Дізнавшись про існування тиску, людина навчилася його експлуатувати. Свисток чайника - Результат роботи тиску. Нагріваючись, частинки води рухаються швидше. Частина з них переходить в газоподібний стан. Тиск зростає, і чайник свистить.
Щоб очищати вакуумні туалети в літаках і потягах, створили спеціальну установку. По суті це насос, вбудований в ємність з розчином для чищення. По шлангах розчин під тиском подається в накопичувальний бак туалету. Прибиральники не потрібні: брудну роботу робить струмінь миючого засобу.
Потужне тиск викидає вгору струмені фонтанів. Найбільший фонтан знаходиться в Женеві. Колись на його місці була водозабірна станція, яка подавала воду в ремісничі майстерні. Вечорами споживання води зменшувалася. Її надлишок струменем виливався в Женевське озеро. У 1891 році водопровід старої водозабірної станції перетворили в декоративний фонтан.
Великі плани
Вчені шукають для тиску нову роботу. Сто років тому виробництво парових машин визнали надто дорогим. Зараз інженери повернулися до ідеї створення моторів, що працюють завдяки тиску. Їх поршні робляться з вуглецю і кераміки. Вони практично не схильні тертю, а значить, їм не потрібно мастило. Крім того, парові машини не викидають в атмосферу продукти згоряння.
Фахівці космічного агентства NASA хочуть відправляти на орбіту вантажі, використовуючи тиск. Нова ракетна установка - це труба, куди заправляється суміш метану і повітря.
Вибух суміші приводить в рух поршень, і він виштовхує ракету на орбіту. Чому В«ГазовіВ» ракети краще звичайних? Звичайні ракети дуже багато важать, оскільки їм потрібен великий запас палива. Витрати енергії при запуску такі, що кілограм вантажу обходиться в 20 тисяч доларів. При використанні В«газовихВ» ракет кілограм вантажу коштував би всього 600 доларів.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту physics03.narod.ru/Interes/
