من اكتشف الضغط الجوي؟ وما هي النظرية التي مكنته من تحقيق هذا الاكتشاف؟ في وقتنا الحاضر يعتبر الضغط الجوي من الحقائق العلمية المثبتة والتي لا جدال فيها، ولكن الموضوع لم يكن دائما هو نفسه، ففي العصور القديمة كان ينظر إلى الذين طرحوا هذه الفرضية بعين ساخرة، وبفضل هذا سنخبركم ما هو الضغط الجوي؟ يجب أن نتعلمها في التاريخ. ما وراء هذا الاكتشاف وصاحبه.
جدول المحتويات
من اكتشف الضغط الجوي؟
من أهم المعلومات التي تعلمناها في رحلتنا التعليمية، من المرحلة الابتدائية إلى المرحلة الثانوية، ومن المرحلة الثانوية إلى الجامعة والتعليم العالي، أن هناك شيء اسمه الضغط الجوي.
وبالطبع فإن معرفتنا بهذا المصطلح تبدأ بشكل سطحي وتتعمق مع مرور الوقت مع زيادة المسار التعليمي للإنسان وسلوكه، ومن أهم المعلومات عن الضغط الجوي تأثيره على الارتفاع. إلى البداية.
ويكثر الحديث عن تأثيره على الأذنين، خاصة أثناء الإقلاع والهبوط، وعندما يُسأل عن السبب، يقال إنه بسبب الضغط الجوي واختلاف درجات الحرارة.
إن فكرة الاختلاف في الإحساس بالارتفاع والهبوط، بالإضافة إلى التغير في درجة الحرارة الذي يحدث أثناء الصعود والنزول عبر الطبقات، كانت الأساس الذي بنيت عليه نظرية الضغط الجوي، فكيف بدأت؟ من اكتشف الضغط الجوي؟
وينسب هذا الاكتشاف إلى العالم الفرنسي بليز باسكال، العالم الذي طور البارومتر (جهاز لقياس الضغط الجوي) بشكله الحالي، وتكريما له تم إدخال وحدة قياس “باسكال” لتحديد الضغط.
لكن في الواقع فإن نظرية الضغط الجوي هي إحدى تلك النظريات التي ساهم فيها العديد من العلماء على مدى فترة من الزمن، ورغم أن اسم العالم الفرنسي بليز باسكال يرتبط في كثير من الأحيان بإجابة سؤال من اكتشف الضغط الجوي، لقد بدأت شرارة الاكتشاف قبله بحوالي قرن كامل. سنقوم بتفصيل القصة الكاملة لك أدناه.
جهود مشتركة لاستكشاف الضغط الجوي
ثبت تاريخياً أنه في أواخر القرن السادس عشر الميلادي، قام الفيزيائي الإيطالي جاليليو جاليلي بإعداد إحدى تجاربه العديدة، وهي تجربة استخدم فيها الماء فقط ووعاء زجاجي شفاف.
وبعد هذه التجربة، أدرك أن وضع الماء في وعاء زجاجي وتحريكه بحيث ترتفع فقاعات الهواء إلى أعلى، ومن ثم محاولة تغيير درجة الحرارة حول الوعاء، يؤدي إلى تمدد فقاعة الهواء وبالتالي انكماشها. أدى الارتفاع والانخفاض في درجة الحرارة إلى حدوث اختلاف في مستوى الماء.
وبعد خمسين عامًا، تبنى العالم الإيطالي إيفانجليستا توريسيلي نظرية جاليليو وعمل على تحسينها. استخدم أنبوبًا زجاجيًا مملوءًا بالزئبق، تمامًا كما استخدم جاليليو الماء سابقًا، وقلبه على طبق، مما سمح لفقاعات الهواء بالارتفاع إلى الأعلى. .
ولاحظ توريتشيلي أنه عندما يسوء الطقس يرتفع مستوى الزئبق في الأنبوب الزجاجي، وعندما يعود الطقس إلى البرودة الطبيعية ينخفض مرة أخرى، وشكلت هذه التجربة أساس البارومتر الأول، أي الأساس الذي قام عليه الجهاز أنتج. مقياس الحرارة هو جهاز يقيس درجة الحرارة ويستخدم لقياس الضغط الجوي.
وعندما وصلنا إلى عام 1645م، رأينا أن عالماً فرنسياً اسمه بليز باسكال جاء وطوّر نظرية غاليليو وتوريسيلي، ووضع أجهزة قياس في المناطق المرتفعة والمنخفضة في جميع أنحاء فرنسا ولاحظ الفرق في ارتفاع الزئبق. في المناطق العليا من الأنبوب والعكس.
ونتيجة لذلك، قام بدمج نظرية توريتشيلي للضغط ودرجة الحرارة مع نظرية غاليليو للارتفاع ودرجة الحرارة ليفترض أن الهواء له وزن ويتغير باختلاف الارتفاع ودرجة الحرارة، وعمل لاحقًا على نشر فرضية الضغط الجوي ويعتبر مكتشفها. وهو الجواب على سؤال من اكتشف الضغط الجوي.
ننصحك بالقراءة
نظرية الضغط الجوي
وبمجرد الإجابة على سؤال من اكتشف الضغط الجوي، تبدأ أسئلة أخرى حول فكرة هذه النظرية: ما سبب انخفاض الضغط عند الصعود؟ كيف نتعامل مع اختلاف ضغط الهواء في الطائرات عند ارتفاعها في الجو؟
وفي الحقيقة يمكننا القول أن السبب وراء كل ذلك يعود إلى فكرة الجاذبية، باعتبار أن الهواء كسائر الأجسام الموجودة على سطح الأرض يتميز بأن له كتلة ووزن، حتى لو لم نشعر بذلك. فالجاذبية يمكن أن تعمل على سحبها نحو 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 كمية الأكسجين اللازمة للتنفس مع ارتفاعنا، مما قد يؤدي إلى إصابة سكان الأجزاء المرتفعة من الجبال والهضاب الأخرى بالأمراض، وفي الواقع ليس هذا هو الضرر الوحيد. وهذه الحالة التي تراكمت علينا نتيجة الضغط المنخفض تأثرت وتأثرت بهذا التغيير في مجال الطيران كما هو الحال في معظم المجالات.
كيف تتعامل الطائرات مع الضغوط الجوية المختلفة؟
من أجل الإجابة على سؤال من اكتشف الضغط الجوي، علمنا أن العلماء، بدءًا من جاليليو وتوريسيلي وباسكال، لاحظوا ببساطة التغير في الضغط مع درجة الحرارة والارتفاع في تجاربهم. قمم الجبال، ولكن ماذا عن الطائرات التي تسافر آلاف الأمتار؟
لا شك أن فسيولوجية الطيران هي الأكثر تأثراً بفكرة الضغط الجوي وعلاقته بالارتفاع، وفي رحلة الفهم والتعمق في نظرية الضغط الجوي يتعرض الطيران للعديد من التحديات.
وفي الواقع فإن فكرة الطيران بحد ذاتها والقدرة على الطيران مع اختلافات الضغط الجوي ووزن الهواء ليست أسوأ وأصعب هذه الصعوبات، بل هي فكرة الحفاظ على التوازن وسلامة الطيران في الجو. كانت الرحلة أثناء الإقلاع والهبوط أكبر كابوس، ونحن هنا نتحدث عن الركاب والمركبة على حد سواء.
ومن المعروف أن الطائرات تصل اليوم إلى ارتفاع 40 ألف قدم أو أكثر، أي ما يعادل 13 كيلومترا تقريبا، كما أن ضغط الأكسجين في الجو يتغير بشكل رهيب بين الهبوط والصعود، مما يهدد سلامة الركاب والطائرة على السواء.
وحتى الآن، بُذلت جهود كبيرة ومتواصلة لتطوير آليات التشغيل للتغلب على هذه المخاوف، وطريقة التعامل مع هذا الاختلاف في الضغط هي ابتكار شيء يحاكي بشكل مصطنع نظام الضغط الجوي داخل المقصورة.
وهذا ما يضمن سلامة الركاب والطائرة، فإذا فتحت الطائرة على هذا الارتفاع لن يتمكن الركاب من التنفس وقد يسبب اختلاف ضغط الهواء الحالي العديد من الأضرار مثل تلف الأذن. وخاصة مراكز الطبل والتوازن.
بالإضافة إلى إمكانية التغير والتدهور في نسبة الغازات في الطائرة، فإن إمكانية تعرض الطائرة لخطر الحريق أو الانفجار يجعل عملية سلامة الركاب في غاية الأهمية ومعقدة في نفس الوقت.
ومن الجدير بالذكر أن هناك نظريات أخرى تتعلق بالضغط الجوي، مثل فكرة المطر، ويعتقد أن الضغط الجوي المنخفض له القدرة على تكوين السحب والغيوم، وتحريك الرياح وتعزيز هطول الأمطار، وتكوين مناطق مرتفعة. يميل الضغط الجوي عمومًا إلى أن يكون أكثر استقرارًا واعتدالًا.