Почему вода не помещается в короткий барометр
Барометр Торричелли устроен так: стеклянную трубку заполняют жидкостью, переворачивают и опускают открытым концом в резервуар с той же жидкостью. Часть содержимого вытекает, а над оставшимся столбом образуется почти пустое пространство. Воздух давит на жидкость в резервуаре и удерживает столб в трубке. Чем выше давление, тем выше столб.
Высота зависит от плотности
Давление одного и того же столба жидкости определяется сразу двумя величинами: его высотой и плотностью. Ртуть очень плотная, поэтому атмосферное давление уравновешивает её уже при высоте около 76 сантиметров. Вода намного легче, и для такого же давления нужен гораздо более высокий столб — примерно 10,3 метра, или около 34 футов.
Важно, что речь идёт не о более сильном давлении воды, а о компенсации одной и той же силы. Низкая плотность означает, что каждый сантиметр водяного столба «весит» меньше, чем сантиметр ртутного, поэтому высоту приходится увеличивать.
Удобство ртути — и цена выбора
Водяной барометр вполне возможен, но его пришлось бы разместить в длинной вертикальной трубе. Ртуть позволила сделать прибор компактным: её столб намного короче, и изменение высоты легко заметить и измерить. Именно это сочетание плотности и давления превратило барометр в удобный настольный прибор — хотя токсичность ртути требует осторожного обращения.
