الفيزياء

كيفية إكتشاف العالم “توريشلِّي” الفراغ وتجاربه حول ضغط الهواء

1997 قطوف من سير العلماء الجزء الثاني

صبري الدمرداش

KFAS

توريشلِّي تجارب توريشلي وتجاربه حول ضغط الهواء الفيزياء

اكتشاف .. الفراغ !

أثار جاليليو شغف توريشيلَّى بمشكلة حدوث فراغ، فقد كان صُنّاع مضخات دوق توسكانيا الكبير قد حاولوا رفع الماء إلى ارتفاع أربعين قدماً بواسطة مضخة ماصة، غير أنه وجدوا أن الماء لا يرتفع إلا بمقدار اثنتين وثلاثين قدما فقط. لذا اقترح جاليليو أن يقوم توريشيلِّى ببحث هذا الموضوع.

وهكذا بزغت الفكرة ..

ومرَّ عامان ، بعدهما قام عالم الرياضيات الملحق بخدمة دوق توسكانيا الكبير وأستاذ الرياضيات بالأكاديمية الفلورنسية، توريشلّي ، بإجراء تجربته التاريخية ، والأهم هو تفسير نتائجها:

أحضر توريشلّي أنابيب زجاجية طولها حوالي أربعة أقدام أحد طرفيها مسدود. ملأ إحداها بالزئبق حتى حافتها ، ثم وضع إصبعه فوق ذلك الطرف المفتوح وقلب الأنبوبة ووضعها في إناء به زئبق.

 

أزاح إصبعه فخرج الزئبق من الأنبوبة إلى الإناء، غير أنه لم يخرج كله من الأنبوبة بل بقي فيها عمودٌ من الزئبق كان طوله حوالي ثلاثين بوصة فوق سطح الزئبق الموجود في الإناء.

أما الحيز الموجود فوق الزئبق في الأنبوبة فكان مليئا بلا شيء .. أمال توريشيلّى الأنبوبة فملأ الزئبق جزءاً أكبر منها، ولكن الارتفاع ما زال ثلاثين بوصة، فلما أمالها اكثر فأكثر حتى أصبح مستوى رأسها أقل من ثلاثين بوصة فوق الزئبق الموجود في الإناء، ملأ الزئبق الأنبوبة كلها.

عندئذ أعاد الأنبوبة إلى وضعها الرأسي فظهر المكان الفارغ من جديد (ونحن نعرف الآن أن هذا المكان الفارغ قد يضم بعض جزئيات بخار الزئبق) . وكان هذا من الناحية العملية فراغاً.

 

المسؤول هو ..  الضغط الجوي

كان هناك موضوع آخر ينبعي حله : لماذا يبقى عمود الزئبق في الأنبوبة؟ لماذا لا يسقط الزئبق كله في الإناء؟

أجاب توريشلِّي: نحن نعيش في قاع بحر من الهواء، تبين لنا التجربة أن له وزناً .

ثم أضاف: "وعلى سطح السائل الموجود في الإناء يضغط عمود من الهواء طوله خمسين ميلا، ومن ثم فليس لنا أن نعجب لارتفاع الزئبق في الأنبوبة حتى يوازن ثقل الهواء في الخارج" . ومعنى هذا أن ضغط الهواء الخارجي هو الذي يحفظ ارتفاع الزئبق في الأنبوبة.

 

والآن استطاع عالمنا أن يفسر السبب الذي من أجله لم يكن من المستطاع رفع الماء أكثر من اثنتين وثلاثين قدماً بواسطة مضخة ماصة . وهذا هو وزن الماء الذي يستطيع أن يوازنه ضغط الهواء الجوي.

وهو أكثر من عمود الزئبق ، لأن الزئبق أكثف من الماء بمقدار 13,6 مرة. أما إذا لم يكن الهواء عميقاً كما هي الحال في أعالي الجبال. 

فإن عمود الزئبق الذي يستطيع الهواء أن يوازيه يكون أقل، فضغط الهواء على قمة جبل إفرست مثلا لا يستطيع أن يحتمل موازنة إلا حوالي 11 بوصة فقط من الزئبق في الأنبوبة.

ويبين شكل رقم (145) تجربة توريشلِّي عن ضغط الهواء.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)