האם לאוויר יש מסה?
הוא שקוף, לא מריחים אותו... אבל האם הוא באמת קיים?
האוויר כחומר
ניסוי הבלונים
חוקי הפיזיקה הניוטונית קובעים שכל חומר בטבע אוצר בתוכו מסה (כמות חומר). מכיוון שגז מוגדר כחומר, חלים עליו יחסי מאזניים זהים, פוסטולט אשר ניתן להוכחה שקולה באמצעות הפרות איזון פשוטות.
הציוד:
• מאזניים (כפות או מוט מאוזן)
• שני בלונים זהים
מהלך הניסוי:
1. תולים שני בלונים ריקים (לא מנופחים) על מאזניים
2. המאזניים מאוזנים!
3. מנפחים בלון אחד באוויר
4. המאזניים נוטים לצד הבלון המנופח!
הממצא
הבלון המנופח יורד למטה!
זה אומר שהמסה שלו גדולה יותר מהבלון הריק.
המסקנה
ההבדל בין הבלונים: אוויר!
האוויר שנוסף לבלון הוסיף לו מסה-לאוויר יש מסה!
נתונים על מסת האוויר
| נתון | ערך | הערה |
|---|---|---|
| מסת ליטר אוויר | ~1.2 גרם | בטמפרטורת החדר ולחץ אטמוספרי |
| מסת אוויר בכיתה | ~50-100 ק"ג | תלוי בגודל הכיתה! |
| מסת האטמוספרה כולה | 5.15×10¹⁸ ק"ג | מספר עצום! |
הוכחות נוספות
יש עוד דרכים להוכיח שלאוויר יש מסה:
- רוח: מזיזה עצים ובתים-צריך מסה כדי להפעיל כוח!
- לחץ אוויר: מרסק פחיות ריקות-צריך מסה כדי ללחוץ!
- שאיבת אוויר: כשמרוקנים כלי מאוויר, המסה שלו יורדת
כל הזמן לוחץ עלינו עמוד אוויר בגובה עשרות קילומטרים!
לחץ אטמוספרי: על כל סמ"ר מגופנו לוחץ כ-1 קילוגרם של אוויר!
למה אנחנו לא מתמעכים? כי הלחץ מכל הכיוונים שווה, וגם בפנים הגוף יש לחץ שמאזן.
שאלה לחשיבה
איזה ממצא בניסוי הבלונים על המאזניים מוכיח שלאוויר שבתוך הבלון המנופח יש מסה?
שני בלונים זהים מאוזנים כששניהם ריקים; לאחר ניפוח בלון אחד באוויר, כף המאזניים נוטה אל הבלון המנופח. ההפרש הוא מסת האוויר הנוספת, מכאן שלגז יש מסה גם כשהוא שקוף.