نسخة الفيديو النصية
وضع بارومتر على منحدر عال. إذا أنزل البارومتر، ووضع على الأرض، فإن طول فراغ تورشيلي (فراغ). هل أ: يزداد، أم ب: ينخفض، أم ج: يظل كما هو، أم د: لا يمكن تحديده؟
يسألنا هذا السؤال عن الكيفية التي سيكون عليها فراغ تورشيلي في البارومتر عند نقل البارومتر من ارتفاع عال إلى ارتفاع منخفض. بداية، دعونا نذكر أنفسنا بكيفية عمل البارومتر.
يتكون البارومتر من وعاء وأنبوب مملوئين بالزئبق. يقلب أنبوب الزئبق رأسًا على عقب ويوضع في الوعاء. عندما يوضع الأنبوب في الوعاء هكذا، يتسرب بعض الزئبق إلى داخل الوعاء. لكن لا يتسرب كل الزئبق الموجود في الأنبوب إلى الخارج. ويرجع هذا إلى الضغط الجوي. يؤثر الضغط الجوي بقوة على الزئبق الموجود في الوعاء، ما يدفعه لأعلى في الأنبوب. وكلما زاد الضغط الجوي، قلت كمية الزئبق التي تتسرب من الأنبوب.
من خلال قياس ارتفاع الزئبق المتبقي في الأنبوب، يمكن استنتاج قيمة الضغط الجوي. عندما يتسرب الزئبق من الأنبوب، يترك هذه المساحة هنا فارغة تمامًا. الحجم الفارغ تمامًا مثل هذا يسمى الفراغ. ولأن هذا البارومتر اخترعه شخص يسمى تورشيلي، فإن هذا الفراغ يسمى أحيانًا فراغ تورشيلي.
للإجابة على هذا السؤال، علينا معرفة كيف سيتغير طول فراغ تورشيلي عند نقل البارومتر من قمة منحدر إلى ارتفاع أقل. بعبارة أخرى، ماذا سيحدث للزئبق في الأنبوب؟
دعونا نفكر في كيفية مقارنة الضغط الجوي عند قمة منحدر بالضغط الجوي عند ارتفاع أقل. لعلنا نتذكر أن الضغط الجوي هو الضغط الذي يؤثر على الجسم بفعل كل الهواء الموجود في عمود الهواء فوقه. ففي الارتفعات العالية، مثل قمة المنحدر، يكون الضغط الجوي أقل من الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر. ويرجع ذلك إلى أنه عندما يكون الجسم مرتفعًا، يكون عمود الهواء فوقه أقصر بكثير. كما أن الهواء في الارتفاعات العالية يكون أقل كثافة من الهواء في الارتفاعات المنخفضة. يعني هذان الأمران وجود كمية هواء أقل فوق الجسم لتؤثر بأي ضغط. ومن ثم، يكون الضغط الجوي أقل عند الارتفاعات الأعلى.
إذن، عندما ينقل البارومتر من قمة المنحدر إلى ارتفاع أقل، فإنه ينتقل من ضغط جوي منخفض إلى ضغط جوي أعلى. بعبارة أخرى، يزداد الضغط الجوي الذي يتعرض له.
إذن، كيف تؤثر هذه الزيادة في الضغط الجوي على طول الفراغ؟ لعلنا نسترجع أن الضغط الجوي يتسبب في دفع الزئبق الموجود في الوعاء لأعلى في الأنبوب. فكلما زاد الضغط الجوي، زاد مستوى الزئبق في الأنبوب وقصر طول الفراغ. إذن، عندما ينقل البارومتر من قمة المنحدر إلى الأرض، يزداد الضغط الجوي الذي يتعرض له. هذا يتسبب في دفع الزئبق الموجود في البارومتر لأعلى في الأنبوب، وهو ما يقلل من طول فراغ تورشيلي.
إذا نظرنا إلى خيارات الإجابة، فسنلاحظ أن هذا يتوافق مع الخيار ب: ينخفض. إذن، إذا أنزل البارومتر ووضع على الأرض، فإن طول فراغ تورشيلي ينخفض.
