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Histoire du baromètre — Expliqué

Aristote a dit «les craintes de la nature de l’espace vide » quand il a affirmé qu’un véritable vide, un espace vide de matière, ne pouvait pas exister parce que la matière environnante serait immédiatement remplir. Heureusement, il est avéré être faux. Un vide est un élément clé du baromètre, un instrument de mesure de la pression d’air.

Et parce que la pression de l’air est en corrélation avec la température et des changements rapides dans celui-ci peut contribuer à des ouragans, des tornades et autres phénomènes météorologiques extrêmes, un baromètre est l’un des outils les plus essentiels pour les météorologues et les scientifiques. Comment fonctionne un baromètre, et comment at-il été inventé? Eh bien, il a fallu un certain temps.

Parce que la théorie d’Aristote et d’autres philosophes anciens concernant l’impossibilité d’un vide semblait vrai dans la vie quotidienne, peu sérieusement pensé à la question pendant près de 2000 ans – jusqu’à ce que la nécessité a soulevé la question. Au début du 17ème siècle, les mineurs italiens confrontés à un problème sérieux quand ils ont constaté que leurs pompes ne pouvaient pas élever l’eau plus de 10,3 mètres de haut. Certains scientifiques de l’époque, dont une Galileo Galilei, a proposé que aspirer l’air hors du tuyau était ce qui a fait monter l’eau pour remplacer le vide. Mais que sa force était limitée et pourrait soulever pas plus de 10,3 mètres d’eau.

Cependant, l’idée d’un vide existant du tout était encore considéré comme controversé. Et l’excitation sur la théorie orthodoxe de Galilée, a conduit Gasparo Berti à mener une expérience simple mais brillante de démontrer qu’il était possible. Un long tube a été rempli d’eau et placé debout dans une piscine peu profonde avec les deux extrémités fermées. L’extrémité inférieure du tube a été ensuite ouvert et l’eau déversée dans le bassin jusqu’à ce que le niveau de l’eau restant dans le tube était de 10,3 mètres. Avec un écart restant au sommet, et pas d’air étant entrés le tube, Berti avait réussi à créer directement un vide stable.

Mais même si la possibilité d’un vide avait été démontrée, pas tout le monde était satisfait de l’idée de Galilée que ce vide vide exerçait une force encore finie mystérieuse sur l’eau. Evangelista Torricelli, jeune élève et ami de Galilée, a décidé d’examiner le problème sous un angle différent. Au lieu de se concentrer sur l’espace vide à l’intérieur du tube, il se demanda: «Que pourrait-on influencer l’eau? » Parce que la seule chose en contact avec l’eau était l’air autour de la piscine, il croyait que la pression de cet air pourrait être la seule chose qui empêche le niveau d’eau dans le tube de tomber plus loin.

Il se rendit compte que l’expérience ne fut pas seulement un outil pour créer un vide, mais fonctionne comme un équilibre entre la pression atmosphérique sur l’eau à l’extérieur du tube et la pression de la colonne d’eau à l’intérieur du tube. Le niveau d’eau dans le tube diminue jusqu’à ce que les deux pressions sont égales, qui se trouve être lorsque l’eau est à 10,3 mètres. Cette idée n’a pas été facilement acceptée, comme Galileo et d’autres avaient traditionnellement pensé que l’air atmosphérique n’a pas de poids et exerce aucune pression.

Torricelli a décidé de répéter l’expérience de Berti avec le mercure à la place de l’eau. Parce que le mercure était plus dense, il est tombé plus loin que l’eau et la colonne de mercure se que d’environ 76 centimètres de hauteur. Non seulement cela ne permet Torricelli de rendre l’instrument beaucoup plus compact, il a soutenu son idée que le poids était le facteur décisif. Une variante de cette expérience a utilisé deux tubes ayant une ayant une grosse bulle au sommet. Si l’interprétation de Galilée avait été correct, le plus grand vide dans le second tube aurait exercé plus d’aspiration et levé le mercure supérieur. Mais le niveau dans les deux tubes a été le même.

Le support ultime de la théorie de Torricelli est venue par Blaise Pascal qui avait un tel tube de mercure absorbé une montagne et a montré que la teneur en mercure a chuté jusqu’à la pression atmosphérique diminue avec l’altitude. baromètres de mercure basés sur le modèle original de Torricelli est resté l’une des façons les plus courantes pour mesurer la pression atmosphérique jusqu’à 2007, lorsque les restrictions sur l’utilisation du mercure en raison de sa toxicité ont conduit à leur plus être produites en Europe.

Néanmoins, l’invention de Torricelli, né de la volonté de la question longtemps acceptée dogmes vides et le poids de l’air, est un exemple remarquable de la façon dont la pensée en dehors de la boîte – ou le tube – peut avoir un impact lourd.