Slik spiller du Torricellis rør
- Velg et rør og les tettheten til væsken, lufttrykket eller søylehøyden på kortet.
- Søylen legger seg der trykket er lik luftas: ρ·g·h = p, med p i pascal (1 kPa = 1000 Pa).
- Skriv forutsigelsen din og trykk på Start. Søylen synker, eller pumpen tømmer røret sitt, jevnt.
- Følg den oransje streken: den viser søylehøyden fra forutsigelsen din ved siden av den virkelige.
Hvordan kan luft holde oppe en væskesøyle?
Luft har tyngde, og hele atmosfæren over deg trykker på alt: omtrent 101 kPa ved havnivå, tyngden av 10 t på hver kvadratmeter. Du merker det ikke, fordi lufta i og rundt deg skyver like mye tilbake. I 1643 gjorde Torricelli det synlig. Han fylte et glassrør med kvikksølv, snudde det i en skål, og kvikksølvet sank til omtrent 760 mm med ingenting over. Søylen stopper der dens eget trykk nederst, ρ·g·h, er lik lufta som trykker på skålen: h = p ÷ (ρ·g). Det er et barometer: når lufta trykker mindre, på et fjell eller før et uvær, er søylen lavere. Vann har 13,6 ganger mindre tetthet enn kvikksølv, så et vannbarometer ville vært over 10 m høyt. Den samme grensen gjelder for en sugepumpe. Den trekker ikke vannet opp; den fjerner bare luft, og lufta utenfor skyver vannet opp i røret, aldri mer enn omtrent 10 m ved havnivå. Derfor trenger dype brønner en pumpe nede i bunnen.
En avgrenset læringsmodell
Røret er like vidt hele veien opp, og rommet over søylen er et perfekt vakuum (dampen fra væsken ses bort fra). Søylen synker jevnt i 2 s fra fullt rør til likevektshøyden h = p ÷ (ρ·g) uten å skvulpe; skålen er vid, så nivået i den endres ikke. Pumpen fjerner lufta fra røret sitt jevnt i løpet av 2 s, så vannet stiger jevnt til det når pumpen eller lufta utenfor ikke kan skyve det høyere; innenfor 0,05 % av grensen når det fortsatt fram. En pumpehøyde er riktig hvis vannet når pumpen med høyst 2 % til gode; alle andre forutsigelser innenfor 2 %. g = 9,8 m/s²; lufta ved havnivå trykker 101,3 kPa. Spilles i sanntid.