Πόσο ισχυρή είναι η ατμοσφαιρική πίεση 🎈
Η ατμοσφαιρική πίεση σπρώχνει προς όλες τις κατευθύνσεις
Όπως και η υδροστατική πίεση μέσα σε ένα υγρό, έτσι και η ατμοσφαιρική πίεση σπρώχνει προς όλες τις κατευθύνσεις — από πάνω, από κάτω, από τα πλάγια.
Ο αέρας της ατμόσφαιρας πιέζει το σώμα μας προς τα μέσα, από παντού. Όμως μέσα στο σώμα μας υπάρχει κι άλλος αέρας (στα πνευμόνια, στο αίμα, στους ιστούς), ο οποίος πιέζει προς τα έξω με την ίδια ακριβώς δύναμη. Οι δύο πιέσεις αλληλοαναιρούνται, η συνολική πίεση πάνω μας είναι μηδέν, και γι' αυτό δεν καταλαβαίνουμε καθόλου ότι υπάρχει.
Το ότι δεν τη νιώθουμε δεν σημαίνει ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι μικρή. Είναι στην πραγματικότητα πολύ μεγάλη· απλώς είναι ισορροπημένη. Μόλις αυτή η ισορροπία χαλάσει (π.χ. αφαιρέσουμε τον αέρα από τη μία πλευρά ενός αντικειμένου), τα αποτελέσματά της γίνονται εντυπωσιακά.
Πείραμα: το άδειασμα ενός δοχείου από αέρα
Φαντάσου ένα άδειο πλαστικό μπουκάλι ή ένα χάρτινο κουτάκι χυμού, καλά κλεισμένο. Αν αφαιρέσουμε τον αέρα που υπάρχει μέσα του (για παράδειγμα, ρουφώντας τον με ένα καλαμάκι πριν κλείσουμε καλά το καπάκι, ή με ειδική αντλία), το δοχείο συνθλίβεται προς τα μέσα μόνο του, σαν κάτι αόρατο να το πιέζει.
Αυτό το «κάτι αόρατο» είναι η ατμοσφαιρική πίεση. Πριν αφαιρέσουμε τον αέρα, η πίεση του αέρα μέσα στο δοχείο ήταν ίση με την ατμοσφαιρική πίεση απ' έξω, οπότε οι δύο πιέσεις ισορροπούσαν και το δοχείο έμενε όπως ήταν. Μόλις αφαιρέσουμε τον αέρα από μέσα, δεν υπάρχει πια τίποτα να αντισταθμίσει την πίεση απ' έξω, και η ατμόσφαιρα «τσαλακώνει» το δοχείο.
Πείραμα: το μπουκάλι με το χαρτόνι
Ένα ακόμη εντυπωσιακό πείραμα: γεμίζουμε ένα μπουκάλι με νερό μέχρι επάνω, τοποθετούμε ένα κομμάτι χαρτόνι πάνω στο στόμιο σαν καπάκι, και γυρίζουμε το μπουκάλι ανάποδα κρατώντας το χαρτόνι με το χέρι. Όταν αφήνουμε το χαρτόνι, αυτό δεν πέφτει και το νερό δεν χύνεται!
Θα περίμενε κανείς ότι το βάρος του νερού θα έσπρωχνε το χαρτόνι προς τα κάτω και θα το έριχνε. Αυτό όμως δεν συμβαίνει, γιατί ο ατμοσφαιρικός αέρας από κάτω σπρώχνει το χαρτόνι προς τα πάνω με δύναμη μεγαλύτερη από το βάρος του νερού. Το αποτέλεσμα είναι ότι το χαρτόνι μένει κολλημένο στη θέση του σαν από αόρατο κόλλα.
Αν επαναλάβουμε το ίδιο πείραμα με ένα πολύ ψηλότερο σωλήνα αντί για μπουκάλι, θα διαπιστώσουμε ότι η ατμοσφαιρική πίεση μπορεί να συγκρατήσει μια στήλη νερού ύψους περίπου 10 μέτρων. Πιο ψηλά από αυτό, το νερό θα έπεφτε, γιατί η ατμοσφαιρική πίεση δεν θα ήταν αρκετή να το κρατήσει. Αυτός είναι και ο λόγος που οι συνηθισμένες αντλίες νερού δεν μπορούν να τραβήξουν νερό από πηγάδια βαθύτερα των 10 μέτρων — απλά δεν αρκεί η ατμοσφαιρική πίεση για να το σπρώξει τόσο ψηλά.
Το πείραμα των ημισφαιρίων του Μαγδεμβούργου
Το 1654 ο Όθωνας φον Γκέρικε (Otto von Guericke, 1602–1686), Γερμανός επιστήμονας και εφευρέτης της αντλίας κενού, θέλησε να αποδείξει πόσο ισχυρή είναι πραγματικά η ατμοσφαιρική πίεση.
Κατασκεύασε μια μεταλλική σφαίρα από δύο κομμάτια που ταίριαζαν τέλεια μεταξύ τους (δύο ημισφαίρια), με διάμετρο περίπου μισό μέτρο. Αφαίρεσε όλο τον αέρα από το εσωτερικό της σφαίρας με αντλία κενού και μετά προσπάθησε να χωρίσει τα δύο ημισφαίρια. Έβαλε δεκαέξι άλογα, οκτώ από κάθε πλευρά, να τραβήξουν με όλη τους τη δύναμη προς αντίθετες κατευθύνσεις.
Τα άλογα δεν κατάφεραν να χωρίσουν τα ημισφαίρια! Η ατμοσφαιρική πίεση, η οποία έσπρωχνε τα ημισφαίρια το ένα πάνω στο άλλο από όλες τις πλευρές, ήταν πιο ισχυρή από τη δύναμη των δεκαέξι αλόγων μαζί.
Πριν από αυτό το πείραμα, πολλοί άνθρωποι δεν πίστευαν ότι ο αέρας —κάτι που δεν βλέπουμε καν— θα μπορούσε να ασκεί τόσο μεγάλη δύναμη. Το πείραμα του Μαγδεμβούργου έκανε ορατή, με τον πιο θεαματικό τρόπο, μια δύναμη που κανονικά δεν αντιλαμβανόμαστε καθόλου.