📝 9. Sınıf Fizik: Torricelli Deneyi Ders Notu
Torricelli Deneyi, 17. yüzyılda İtalyan bilim insanı Evangelista Torricelli tarafından gerçekleştirilen, açık hava basıncının varlığını kanıtlayan ve değerini ölçen önemli bir fizik deneyidir.
Torricelli Deneyi'nin Amacı 🎯
Deneyin temel amacı, havanın ağırlığı olduğunu ve bu ağırlık nedeniyle yeryüzündeki cisimler üzerine bir basınç uyguladığını (açık hava basıncı) göstermek ve bu basıncın büyüklüğünü ölçmektir.
Deneyin Kurulumu ve Yapılışı 🧪
- Yaklaşık 1 metre uzunluğunda, bir ucu kapalı, içi tamamen cıva (mercury) ile doldurulmuş cam bir tüp hazırlanır.
- Tüpün açık ucu parmakla kapatılır ve cıva dolu geniş bir kaba, açık ucu aşağı gelecek şekilde dikkatlice daldırılır.
- Parmak çekildiğinde, cam tüpün içindeki cıvanın bir kısmı kaba akarken, belirli bir seviyede durduğu gözlemlenir.
- Tüpün üst kısmında, cıvanın boşalmasıyla oluşan, içinde neredeyse hiç hava bulunmayan bir boşluk oluşur. Bu boşluğa Torricelli boşluğu denir.
Önemli Not: Cıva, yoğunluğunun yüksek olması ve buharlaşma basıncının düşük olması nedeniyle bu deney için ideal bir sıvıdır. Su kullanılsaydı, açık hava basıncını dengelemek için cıvadan çok daha uzun bir tüp gerekirdi.
Deneyin Gözlemleri ve Sonuçları 📊
Deney sonucunda, deniz seviyesinde ve 0°C sıcaklıkta cam tüpün içindeki cıva yüksekliğinin yaklaşık 76 cm (760 mm) olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum, açık hava basıncının, 76 cm yüksekliğindeki cıva sütununun uyguladığı basınca eşit olduğunu gösterir.
Bu basınç değeri 1 atmosfer (atm) olarak kabul edilir ve barometre adı verilen aletlerle ölçülür.
Açık hava basıncı, aşağıdaki formülle ifade edilebilir:
\[ P_{açık hava} = h \cdot d_{cıva} \cdot g \]- \( P_{açık hava} \): Açık hava basıncı (Pascal - Pa veya N/m²)
- \( h \): Cıva sütununun yüksekliği (metre - m)
- \( d_{cıva} \): Cıvanın yoğunluğu (kg/m³)
- \( g \): Yerçekimi ivmesi (m/s²)
Cıva Sütunu Yüksekliğini Etkileyen ve Etkilemeyen Faktörler 🤔
Torricelli deneyindeki cıva sütunu yüksekliğini etkileyen ve etkilemeyen faktörler aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:
| Yüksekliği Etkileyen Faktörler | Yüksekliği Etkilemeyen Faktörler |
|---|---|
| Açık Hava Basıncı (rakım, hava durumu) | Cam Tüpün Kesit Alanı (çapı) |
| Sıvının Yoğunluğu | Cam Tüpün Şekli |
| Yerçekimi İvmesi | Cam Tüpün Eğimi (belli sınırlar içinde) |
| Kaptaki Cıva Miktarı |
Bu deney, modern meteoroloji ve atmosfer bilimi için temel oluşturmuştur.