Сколько весит весь воздух на Земле?

Воздух – неотъемлемая часть нашей жизни. Его невозможно увидеть или потрогать. Также у воздуха нет запаха, однако он есть повсюду. Кажется, что воздух абсолютно невесомый, но на самом деле это не так. Интересно, проводились ли учеными эксперименты по взвешиванию воздуха и принесли ли они какие-либо результаты?

Есть ли у воздуха вес?

На этот вопрос можно ответить определенно: воздух является смесью газов, поэтому он не может быть невесомым. 98% занимают азот и кислород, остальные 2% – другие газы. В свою очередь, каждый компонент воздуха состоит из атомов и молекул – мельчайших частиц.

Можно ли доказать, что у воздуха есть вес? Для этого достаточно провести простой эксперимент. Необходимо надуть до одинакового размера два воздушных шара и привязать их нитью к концам обычного карандаша, расположенного горизонтально. В таком положении конструкция будет держать равновесие, поскольку вес двух шаров одинаковый.

На следующем этапе необходимо проткнуть один из шаров – карандаш тут же изменит положение из-за перевеса, поскольку из одного шарика выпущен воздух. Этот опыт доказывает, что вес у воздуха есть.

Окружающий нас воздух образует земную атмосферу и подвергается гравитационному притяжению. Поэтому он оказывает определенное давление на поверхность земли. Плотность воздуха составляет 1,2 кг/м³.

Изучение воздуха в прошлом

Впервые наличие атмосферного давления доказал ученый Эванджелиста Торричелли, последователь Галилео Галилея. В 1643 году он провел эксперимент с ртутью. Использовал трубку длиной 1 м, которую полностью наполнил ртутью. Один конец трубки имел открытое отверстие, а другой – запаянное.

Также Торричелли задействовал другой сосуд с жидким металлом. Он опустил метровую трубку открытым отверстием в сосуд. Ртуть начала вытекать, но этот процесс остановился на отметке 760 мм.

Стало очевидно, что на поверхность ртути в верхней части сосуда давит какая-то сила. Так было доказано, что у воздуха есть вес, трубка с ртутью стала прототипом барометра. А 760 мм ртутного столбика теперь считается нормальным атмосферным давлением при температуре 0℃.

Как узнать вес атмосферы Земли?

Итак, выявлено, что на каждый квадратный сантиметр поверхности Земли воздух давит с силой около 1 кг. Визуально можно представить каждый такой сантиметр в виде воздушного столба. Атмосферную оболочку планеты также называют воздушным океаном. Таким образом, атмосфера состоит из огромного количества таких столбов.

Остается узнать, какое количество см² содержится на поверхности планеты. Эта информация известна – поверхность Земли составляет 510 миллионов км² или же 51 х 10⁷ кв. км. В 1 км содержится 10¹⁰ квадратных сантиметров.

Получается, что 51 х 10⁷ х 10¹⁰ = 51 х 10¹⁷ см² – это количество воздушных столбов на всей поверхности планеты. Такому же количеству соответствует вес всего воздуха на Земле в килограммах или 51 х 10¹⁴ в тоннах.

Доказать, что воздух имеет вес, несложно при помощи простейших экспериментов. Он состоит из различных газов, а те – из атомов и молекул, как и любое вещество. Гравитация притягивает атмосферу Земли, поэтому существует понятие атмосферного давления. На участок размером 1 см² воздух давит с силой в 1 кг. Если провести несложные расчеты, учитывая всю поверхность земного шара, то вес всего воздуха на планете – 51 х 10¹⁴ тонн.