من اكتشف الضغط الجوي؟ ما هي النظرية التي يمكنك من خلالها تحقيق هذا الاكتشاف؟ يعد الضغط الجوي اليوم من الحقائق العلمية المثبتة والتي لا تقبل الجدل، ولكن الأمر لم يكن دائمًا هو نفسه، ففي العصور القديمة كان يُنظر إلى أصحاب هذه الفرضية بسخرية، ومن خلالها سنخبرك بما جئت لتتعلمه في التاريخ . ما وراء هذا الاكتشاف وصاحبه.
جدول المحتويات
من اكتشف الضغط الجوي؟
من أهم الحقائق التي نتعلمها خلال رحلتنا التعليمية، من المرحلة الابتدائية والثانوية، مروراً بالثانوية العامة، وحتى الوصول إلى الجامعة وما بعدها من دراسات عليا، هو أن هناك ما يعرف بالضغط الجوي.
ومن المؤكد أن معرفتنا بهذا المصطلح تبدأ بشكل سطحي وتتعمق مع الوقت والتقدم التصاعدي في المسار التعليمي الذي يتبعه الإنسان وسلوكه. ومن أهم البيانات المتعلقة بالضغط الجوي ما يشير إلى تأثيره عند الارتفاع. إلى الأعلى.
من الشائع الحديث عن التأثير على الأذنين عند السفر بالطائرة، وتحديداً أثناء رحلات الإقلاع والهبوط، وعندما يتم التحقيق في سبب ذلك يقال إنه يعود إلى اختلافات الضغط الجوي ودرجة الحرارة.
وكانت فكرة هذا الاختلاف في الإحساس عند الصعود والنزول، بالإضافة إلى التغير في درجة الحرارة أثناء صعودنا ونزولنا عبر الطبقات، هي الأساس الذي بنيت عليه نظرية الضغط الجوي. إذن كيف بدأ الأمر؟ من اكتشف الضغط الجوي؟
ويعود الفضل في هذا الاكتشاف إلى العالم الفرنسي بليز باسكال، العالم الذي طور البارومتر (جهاز يسمح بقياس الضغط الجوي) بشكله الحالي، وتكريما له تم إطلاق وحدة القياس “باسكال” لتحديد ضغط.
لكن في الواقع، تعتبر نظرية الضغط الجوي إحدى النظريات التي ساهم فيها العديد من العلماء على مدى فترة من الزمن. رغم أن اسم العالم الفرنسي بليز باسكال يرتبط في كثير من الأحيان بالإجابة على سؤال من اكتشف الضغط الجوي، إلا أن شرارة الاكتشاف سبقته بنحو قرن كامل. سنتناول القصة الكاملة أدناه.
جهود مشتركة لاكتشاف الضغط الجوي
وثبت تاريخياً أنه في نهاية القرن السادس عشر الميلادي، قام الفيزيائي الإيطالي جاليليو جاليلي بإعداد إحدى تجاربه التي لا تعد ولا تحصى، والتي استخدم فيها الماء فقط ووعاء زجاجي شفاف.
لاحظ بعد هذه التجربة أن وضع الماء في وعاء زجاجي وتدويره بحيث ترتفع فقاعات الهواء إلى أعلى، ومن ثم العمل على تغيير درجة الحرارة حول الوعاء، يؤدي إلى تمدد فقاعة الهواء وانكماشها نتيجة زيادة وانخفاض درجة الحرارة مما يسبب اختلافاً في مستوى الماء.
وبعد خمسة عقود، تبنى العالم الإيطالي إيفانجليستا توريسيلي نظرية جاليليو وعمل على تطويرها: استخدم أنبوبًا زجاجيًا مملوءًا بالزئبق وقلبه على طبق للسماح لفقاعات الهواء بالارتفاع إلى السطح، تمامًا كما استخدم جاليليو الماء سابقًا. .
ولاحظ توريتشيلي أن مستوى الزئبق في الأنبوب الزجاجي ارتفع عندما ساء الطقس، وشاهده ينخفض مرة أخرى عندما عاد الطقس إلى برودته المعتادة. وكانت هذه التجربة هي الأساس الذي تم على أساسه تصنيع أول بارومتر وهو الجهاز الذي يستخدم لقياس الضغط الجوي جهاز لقياس درجة الحرارة “الثرمومتر”.
وعندما نصل إلى عام 1645م نجد أن عالماً فرنسياً اسمه بليز باسكال جاء وطور نظرية غاليليو وتوريسيلي، ووضع أجهزة قياس في المناطق المرتفعة والمنخفضة في جميع أنحاء فرنسا، ولاحظ الفرق في ارتفاع الزئبق في الأنبوب في المناطق المرتفعة والعكس.
ونتيجة لذلك، افترض أن للهواء وزنًا، ويتغير باختلاف الارتفاع ودرجة الحرارة، جامعًا بين نظرية توريتشيلي للضغط ودرجة الحرارة، ونظرية غاليليو للارتفاع ودرجة الحرارة. ثم عمل على إعلان فرضية الضغط الجوي واعتبر مكتشفها. ليكون الجواب على سؤال من اكتشف الضغط الجوي.
نقترح عليك أن تقرأ
نظرية الضغط الجوي
وللإجابة على سؤال من اكتشف الضغط الجوي، تبدأ بعض التحقيقات الأخرى حول فكرة هذه النظرية، ما سبب انخفاض الضغط عند الصعود إلى الأعلى؟ كيف تصلح اختلاف ضغط الهواء في الطائرات عند ارتفاعه إلى مستويات عالية في الجو؟
في الواقع، يمكننا القول أن السبب وراء كل ذلك يعود إلى فكرة الجاذبية، فالهواء، كسائر الأجسام الموجودة على سطح الأرض، يتميز بأن له كتلة ووزن، حتى لو لم نكن كذلك. إذا لم تشعر بذلك، يمكن أن تعمل الجاذبية على سحبك إلى الأرض.
ويؤدي ذلك إلى زيادة كثافة الهواء القريب من سطح الأرض بسبب تراكمه في الطبقات الأقرب بفعل الجاذبية، مما يخلق فجوة بين هذه المستويات الدنيا والطبقات العليا حيث يكون تأثير الجاذبية على الهواء أضعف.
وهذا هو السبب الرئيسي وراء انخفاض نسبة الأكسجين المتاحة للتنفس أثناء الصعود، مما قد يتسبب في إصابة من يعيشون في المناطق المرتفعة من الجبال والمرتفعات الأخرى بالأمراض، في الواقع، ليس هذا هو السبب الوحيد للضرر. . الذي يؤثر علينا نتيجة الضغط المنخفض، حيث تأثرت وتأثرت معظم مناطق مجال الطيران بهذا التغيير.
كيف تتعامل الطائرات مع الضغوط الجوية المختلفة؟
وللإجابة على سؤال من اكتشف الضغط الجوي، علمنا أن التجارب التي أجراها العلماء بداية من غاليليو وتوريسيلي وباسكال، لاحظت تغير الضغط مع درجة الحرارة والارتفاع بطريقة بسيطة، تتمثل في الارتفاع إلى قمم الجبال، فماذا عن الطائرات التي تسافر آلاف الأمتار؟
لا شك أن أكثر ما يؤثر على فكرة الضغط الجوي وعلاقته بالارتفاع هو فسيولوجية الطيران. في طريق فهم نظرية الضغط الجوي والخوض فيها، يتعرض الطيران للعديد من الصعوبات.
وفي الواقع فإن فكرة الطيران بحد ذاتها والقدرة على الطيران مع اختلافات الضغط الجوي ووزن الهواء ليست أسوأ وأصعب هذه الصعوبات، ولكن فكرة الحفاظ على التوازن في الهواء وسلامة الجو. الرحلة أثناء الإقلاع والهبوط هي الكابوس الأكبر، ونحن نتحدث هنا عن الركاب والمركبة على السواء.
ومن المعروف أن الطائرات اليوم تصل إلى ارتفاع يعادل 40 ألف قدم أو أكثر، أي ما يعادل 13 كيلومتراً تقريباً، وبين الصعود والنزول يتغير الضغط الجوي للأكسجين بشكل مخيف، مما يهدد سلامة الركاب والطائرة بالتساوي.
وللتغلب على هذه المخاوف، بذلت جهود كبيرة ومتواصلة لتطوير آليات التشغيل حتى يومنا هذا. طريقة التعامل مع هذا الاختلاف في الضغط هي إنشاء شيء يحاكي بشكل مصطنع نظام الضغط الجوي في المقصورة.
وهذا ما يسبب سلامة الركاب والطائرة، فإذا فتحت الطائرة على هذا الارتفاع لن يتمكن الركاب من التنفس، كما أن اختلاف ضغط الهواء في ذلك الوقت يمكن أن يسبب الكثير من الأضرار، مثل تلف السمع . ، وتحديداً مراكز الطبلة والتوازن.
بالإضافة إلى إمكانية حدوث اضطراب واختلاف في نسبة الغازات الموجودة في الطائرة، مما قد يعرضها لخطر الحريق أو الانفجار، مما يجعل عملية سلامة الركاب في غاية الأهمية ومعقدة في نفس الوقت.
تجدر الإشارة إلى أن هناك نظريات أخرى تتعلق بالضغط الجوي، مثل فكرة المطر، ويعتقد أن الضغط الجوي المنخفض له القدرة على تكوين السحب والسحب، وتحريك الرياح وتحفيز هطول الأمطار، ومناطق الضغط الجوي المرتفع يميل إلى أن يكون أكثر توازناً واعتدالاً.