قانون توریچلی و غواصی

تاریخچه

توریچلی کیست؟

در 15 اکتبر سال 1608، اوانجلیستا توریچلی در ایتالیا به دنیا آمد. توریچلی یک ریاضیدان و فیزیکدان ایتالیایی، از شاگردان گالیله بود. شهرت اون برای اختراع فشارسنج بود. توانایی او باعث شد تا در 16 سالگی توسط عموی خود برای تحصیل علوم و ریاضیات، نزد یکی از شاگردان گالیله در رم فرستاده شود. توریچلی 25 اکتبر سال 1647 درگذشت.

برای کشیدن آب از عمق‌های بالای 30 متر ابزاری وجود نداشته اما توریچلی بعد از دو سال تلاش، وسیله‌ای برای حل این مشکل ساخت که به شهرت رسید.

گالیله بر این عقیده بود که می‌توان به خلاء کامل دست پیدا کرد؛ اما نتوانست عقیده‌اش را عملی کند. بعد از مرگ گالیله، توریچلی با انجام آزمایش لوله جیوه، خلاء نسبی را ساخت که به نام "خلاء توریچلی" معروف شد. توریچلی پی‌برد که ارتفاع جیوه هر روز تغییر می‌کند و به‌دنبال آن اولین فشارسنج را ساخت.

قانون توریچلی

این قانون بیانگر:

• فشار اتمسفریک
• فشار هیدرواستیک
• فشار مطلق

به طورکلی خواهیم دید که:

فشار اتمسفریک+فشارهیدرواستاتیک=فشار مطلق

فشار

ابتدا با مفهوم فشار آشنا شوید:

نیرویی که بر سطح یک جسم وارد می‌شود را فشار گوییم.

فرمول فشار

F/A=P

نیرو/سطح=فشار

فشار اتمسفریک (Atmospheric pressure)

دور زمین پر از گاز است که لایه‌های گازی دور زمین را احاطه کرده‌اند. گازها نیز وزنی دارند که منجر به وارد کردن نیرو به سطح زمین می‌شود. به فشاری که توسط لایه گازهای اطراف زمین به زمین وارد می‌شود، فشار اتمسفریک گفته می‌شود. 

فشار اتمسفریک در سطح آب‌های آزاد برابر با 1 اتمسفر (14.7 PSI) می‌باشد. هر چه از سطح دریا بالاتر برویم این فشار کم می‌شود. این بدان معناست که در همین لحظه که نشسته‌اید (در سطح دریا) 1 بار فشار بر شما وارد می‌شود.

فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic pressure)

فشار هیدرواستاتیک ناشی از فشار وزن آب است. به ازای هر 10 متری که به عمق می‌رویم، فشار 1 اتمسفر اضافه می‌شود.

مثال: فشار هیدرواستاتیک در عمق 10 متری چقدر است؟ 1 بار=10÷10

مثال: فشار هیدرواستاتیک در عمق 20 متری چقدر است؟ 2 بار=10÷20

مثال: فشار هیدرواستاتیک در عمق 35 متری چقدر است؟ 3/5 بار=10÷35

فشار مطلق 

فشار مطلق ناشی از جمع فشار اتمسفریک (1 اتمسفر یا بار) و هیدرواستاتیک می‌باشد.

به عنوان مثال فشار اتمسفریک 1 است و اگر فشار هیدرواستاتیک 3 باشد (عمق 30 متری)، فشار مطلق برابر با 4=1+3 

فرمول فشار مطلق

10+1/عمق=فشار مطلق

مثال: فشار مطلق در عمق 10 متری چقدر است؟

بار 2=1+(10÷10)

مثال: فشار مطلق در عمق 25 متری چقدر است؟

3/5=1+(10÷25)

نکته: 1 اتمسفر=1.01 بار=PSI 14.7=1 kg/cm2 

فیلم آموزشی توریچلی

بیشتر بخوانید: اصل ارشمیدس و ارتباط آن با غواصی