Theorie:
Experiment von Torriccelli
Die erste Messung des Luftdrucks wurde vom italienischen Wissenschaftler Evangelista Torricelli (er war der Schüler von Galileo Galilei) im \(17\). Jh. durchgeführt.
Torricelli füllte dazu ein etwa \(1\)\(m\) langes Glasrohr, das an einem Ende geschlossen war, mit Quecksilber. Dieses wurde mit dem offenen Ende nach unten in eine Schale mit Quecksilber getaucht.
Ergebnis: Ein Teil des Quecksilbers fließt in die Schale aus, der Rest bleibt im Rohr. Die Höhe des Quecksilbers, das im Rohr bleibt, beträgt ungefähr \(760\)\(mm\).
Erklärung: Das Gewicht des Quecksilbers im Rohr drückt die Quecksilbersäule nach unten. Da der Luftdruck aber hier nur von unten wirkt (das Glasrohr ist nach oben hin verschlossen), wirkt er gegen das Gewicht des Quecksilbers. Der Quecksilberspiegel im Rohr verändert sich also so lange, bis die beiden Kräfte gleich sind und sich ein Gleichgewicht einstellt.
Durch Messung der Höhe des Quecksilberspiegels kann man den Druck, der vom Quecksilber ausgeübt wird, berechnen, dieser entspricht dann dem äußeren Luftdruck.
Der Luftdruck (Atmosphärendruck) ist der Druck des Quecksilbers im Rohr.
In der Praxis kann man den Luftdruck durch die Höhe der Quecksilbersäule (in Millimeter oder Zentimeter) ausdrücken, dabei wird anstatt "Millimeter Quecksilber" (\(mm Hg\)) auch der Name \(Torr\) (benannt nach Torricelli) für die Einheit benutzt.
Wenn zum Beispiel, der Luftdruck \(780\)\(Torr \) beträgt, bedeutet das, dass die Luft den gleichen Druck ausübt, wie eine \(780mm\) hohe Quecksilbersäule.
Nimmt der Luftdruck ab, sinkt die Quecksilbersäule im Rohr von Torricelli, steigt er, steigt auch der Quecksilberstand.
\(1 \) \(Torr \)\(= 133,3\) \(Pa\)
\(1013\) \(hPa =\)\(760\)\(Torr\).
\(1013\) \(hPa =\)\(760\)\(Torr\).
Quecksilberbarometer
Wenn man an das Rohr mit Quecksilber, das im Experiment von Torricelli angewendet wurde, eine vertikale Skala anbringt, kann man es als Messgerät für den Druck benutzen - das Quecksilberbarometer.
Quecksilberbarometer sind sehr genaue Messgeräte, deshalb sind Wetterstationen mit diesen Geräten ausgerüstet. Mit Quecksilberbarometern werden andere Arten von Barometern geprüft und geeicht.