كيفية إكتشاف العالم “توريشلِّي” الفراغ وتجاربه حول ضغط الهواء

1997 قطوف من سير العلماء الجزء الثاني

صبري الدمرداش

KFAS

توريشلِّي تجارب توريشلي وتجاربه حول ضغط الهواء الفيزياء

اكتشاف .. الفراغ !

أثار جاليليو شغف توريشيلَّى بمشكلة حدوث فراغ، فقد كان صُنّاع مضخات دوق توسكانيا الكبير قد حاولوا رفع الماء إلى ارتفاع أربعين قدماً بواسطة مضخة ماصة، غير أنه وجدوا أن الماء لا يرتفع إلا بمقدار اثنتين وثلاثين قدما فقط. لذا اقترح جاليليو أن يقوم توريشيلِّى ببحث هذا الموضوع.

وهكذا بزغت الفكرة ..

ومرَّ عامان ، بعدهما قام عالم الرياضيات الملحق بخدمة دوق توسكانيا الكبير وأستاذ الرياضيات بالأكاديمية الفلورنسية، توريشلّي ، بإجراء تجربته التاريخية ، والأهم هو تفسير نتائجها:

أحضر توريشلّي أنابيب زجاجية طولها حوالي أربعة أقدام أحد طرفيها مسدود. ملأ إحداها بالزئبق حتى حافتها ، ثم وضع إصبعه فوق ذلك الطرف المفتوح وقلب الأنبوبة ووضعها في إناء به زئبق.

 

أزاح إصبعه فخرج الزئبق من الأنبوبة إلى الإناء، غير أنه لم يخرج كله من الأنبوبة بل بقي فيها عمودٌ من الزئبق كان طوله حوالي ثلاثين بوصة فوق سطح الزئبق الموجود في الإناء.

أما الحيز الموجود فوق الزئبق في الأنبوبة فكان مليئا بلا شيء .. أمال توريشيلّى الأنبوبة فملأ الزئبق جزءاً أكبر منها، ولكن الارتفاع ما زال ثلاثين بوصة، فلما أمالها اكثر فأكثر حتى أصبح مستوى رأسها أقل من ثلاثين بوصة فوق الزئبق الموجود في الإناء، ملأ الزئبق الأنبوبة كلها.

عندئذ أعاد الأنبوبة إلى وضعها الرأسي فظهر المكان الفارغ من جديد (ونحن نعرف الآن أن هذا المكان الفارغ قد يضم بعض جزئيات بخار الزئبق) . وكان هذا من الناحية العملية فراغاً.

 

المسؤول هو ..  الضغط الجوي

كان هناك موضوع آخر ينبعي حله : لماذا يبقى عمود الزئبق في الأنبوبة؟ لماذا لا يسقط الزئبق كله في الإناء؟

أجاب توريشلِّي: نحن نعيش في قاع بحر من الهواء، تبين لنا التجربة أن له وزناً .

ثم أضاف: "وعلى سطح السائل الموجود في الإناء يضغط عمود من الهواء طوله خمسين ميلا، ومن ثم فليس لنا أن نعجب لارتفاع الزئبق في الأنبوبة حتى يوازن ثقل الهواء في الخارج" . ومعنى هذا أن ضغط الهواء الخارجي هو الذي يحفظ ارتفاع الزئبق في الأنبوبة.

 

والآن استطاع عالمنا أن يفسر السبب الذي من أجله لم يكن من المستطاع رفع الماء أكثر من اثنتين وثلاثين قدماً بواسطة مضخة ماصة . وهذا هو وزن الماء الذي يستطيع أن يوازنه ضغط الهواء الجوي.

وهو أكثر من عمود الزئبق ، لأن الزئبق أكثف من الماء بمقدار 13,6 مرة. أما إذا لم يكن الهواء عميقاً كما هي الحال في أعالي الجبال. 

فإن عمود الزئبق الذي يستطيع الهواء أن يوازيه يكون أقل، فضغط الهواء على قمة جبل إفرست مثلا لا يستطيع أن يحتمل موازنة إلا حوالي 11 بوصة فقط من الزئبق في الأنبوبة.

ويبين شكل رقم (145) تجربة توريشلِّي عن ضغط الهواء.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]