0:00

4:46

The history of the barometer (and how it works) - Asaf Bar-Yosef

TED-Ed·4:46·Technology·B2

Chương · 5

Chương 1·Vacuum Dogma and Atmospheric Pressure

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:01

Music Aristotle famously said nature fears of empty space when he claimed that a true vacuum, a space devoid of matter, could not exist because the surrounding matter would immediately fill it.

[Âm nhạc] Aristotle từng nổi tiếng với câu nói tự nhiên ghê sợ khoảng trống khi ông tuyên bố rằng một chân không thực sự, một không gian hoàn toàn không có vật chất, không thể tồn tại vì vật chất xung quanh sẽ lập tức lấp đầy nó.

0:16

Fortunately, he turned out to be wrong.

May mắn thay, ông đã nhầm.

0:19

A vacuum is a key component of the barometer, an instrument for measuring air pressure, and because air pressure correlates to temperature

Chân không là một bộ phận cốt lõi của phong vũ biểu, một dụng cụ dùng để đo áp suất không khí, và bởi vì áp suất không khí tương quan với nhiệt độ

0:30

and rapid shifts in it can contribute to hurricanes, tornadoes, and other extreme weather events, a barometer is one of the most essential tools for weather forecasters and scientists alike.

và sự thay đổi nhanh chóng của nó có thể góp phần gây ra bão nhiệt đới, lốc xoáy cùng các hiện tượng thời tiết cực đoan khác, nên phong vũ biểu là một trong những công cụ thiết yếu nhất đối với các nhà dự báo thời tiết cũng như các nhà khoa học.

0:41

How does a barometer work, and how is it invented?

Phong vũ biểu hoạt động như thế nào, và nó được phát minh ra sao?

0:44

Well, it took a while, because the theory of Aristotle and other ancient philosophers regarding the impossibility of a vacuum seemed to hold

Chà, phải mất một thời gian, bởi vì lý thuyết của Aristotle và các triết gia cổ đại khác về tính bất khả của chân không dường như vẫn giữ

0:53

true in everyday life, few seriously thought to question it for nearly 2,000 years, until necessity raised the issue.

đúng trong đời sống thường ngày, nên trong suốt gần 2.000 năm hiếm ai nghiêm túc nghĩ đến việc nghi ngờ nó, cho đến khi nhu cầu thực tế đặt ra vấn đề.

1:00

In the early 17th century, Italian miners faced a serious problem when they found that their pumps could not raise water more than 10.3 m high.

Vào đầu thế kỷ 17, các thợ mỏ người Ý đã đối mặt với một vấn đề nghiêm trọng khi họ phát hiện ra rằng máy bơm của họ không thể hút nước lên cao hơn 10,3 mét.

1:10

Some scientists of the time, including one Galileo Galilei, proposed that sucking air out of the pipe was what made water rise to replace

Một số nhà khoa học thời bấy giờ, bao gồm cả Galileo Galilei, đã đưa ra giả thuyết rằng việc hút không khí ra khỏi đường ống là nguyên nhân khiến nước dâng lên để thế chỗ

1:19

the void, but that its force was limited and could lift no more than 10.3 m of water.

cho khoảng trống, nhưng lực đó có giới hạn và không thể nâng quá 10,3 mét nước.

1:25

However, the idea of a vacuum existing at all was still considered controversial, and the excitement over Galileo's unorthodox theory led Gasparo Berti to conduct a simple but brilliant experiment to demonstrate that it was possible.

Tuy nhiên, ý tưởng về việc chân không có thể tồn tại vẫn bị coi là gây tranh cãi, và sự hào hứng trước lý thuyết khác thường của Galileo đã thôi thúc Gasparo Berti tiến hành một thí nghiệm tuy đơn giản nhưng tài tình để chứng minh rằng điều đó hoàn toàn khả thi.

1:39

A long tube was filled with water and placed standing in a shallow

Một ống dài được đổ đầy nước và dựng đứng trong một

1:44

pool with both ends plugged.

bể nông với cả hai đầu ống đều được bịt kín.

1:45

The bottom end of the tube was then opened, and water poured out into the basin until the level of the water remaining in the tube was 10.3 m.

Đầu dưới của ống sau đó được mở ra, và nước tràn ra chậu cho đến khi mực nước còn lại trong ống dừng ở mức 10,3 mét.

1:56

With a gap remaining at the top and no air having entered the tube, Berti had succeeded in directly creating a stable vacuum.

Với một khoảng trống còn lại ở đỉnh ống và không hề có không khí lọt vào, Berti đã thành công trong việc trực tiếp tạo ra một khoảng chân không ổn định.

2:04

But even though the possibility of a vacuum had been demonstrated, not everyone was satisfied

Thế nhưng, dù khả năng tồn tại của chân không đã được chứng minh, không phải ai cũng cảm thấy hài lòng

2:10

with Galileo's idea that this empty void was exerting some mysterious yet finite force on the water.

với ý niệm của Galileo cho rằng khoảng trống rỗng này đang tác dụng một lực bí ẩn nhưng có hạn lên cột nước.

2:16

Evangelista Torelli, Galileo's young pupil and friend, decided to look at the problem from a different angle.

Evangelista Torelli, học trò trẻ và cũng là bạn của Galileo, đã quyết định tiếp cận vấn đề từ một góc nhìn hoàn toàn khác.

2:22

Instead of focusing on the empty space inside the tube, he asked himself what else could be influencing the water.

Thay vì tập trung vào khoảng không gian trống rỗng bên trong ống, ông tự hỏi điều gì khác có thể đang tác động lên cột nước.

2:29

Because the only thing in contact with the water was the air surrounding the

Bởi vì thứ duy nhất tiếp xúc với nước chính là lớp không khí xung quanh

2:34

pool, he believed the pressure from this air could be the only thing preventing the water level in the tube from dropping further.

bể chứa, ông tin rằng áp suất từ khối không khí này có thể là yếu tố duy nhất ngăn không cho mực nước trong ống hạ thấp hơn nữa.

2:41

He realized that the experiment was not only a tool to create a vacuum, but operated as a balance between the atmospheric pressure on the water outside the tube and the pressure from the water column inside the tube.

Ông nhận ra rằng thí nghiệm này không chỉ là một công cụ tạo ra chân không, mà còn vận hành như một chiếc cân thăng bằng giữa áp suất khí quyển đè lên mặt nước bên ngoài ống và áp suất từ cột nước bên trong ống.

2:53

The water level in the tube decreases

Mực nước trong ống sẽ tụt xuống

2:56

until the two pressures are equal, which just happens to be when and the water is at 10.3 m.

cho đến khi hai áp suất này cân bằng, điều tình cờ xảy ra đúng vào thời điểm mực nước ở mức 10,3 mét.

3:03

This idea was not easily accepted, as Galileo and others had traditionally thought that atmospheric air has no weight and exerts no pressure.

Ý tưởng này không dễ được chấp nhận, bởi vì theo truyền thống Galileo cùng những người khác từng cho rằng không khí trong khí quyển không có trọng lượng và không gây ra áp suất.

3:11

Torelli decided to repeat Berty's experiment with mercury instead of water.

Torelli quyết định lặp lại thí nghiệm của Berty bằng thủy ngân thay vì nước.

3:16

Because mercury was denser, it fell farther than the water, and the mercury

Vì thủy ngân đặc hơn nhiều, nó tụt xuống sâu hơn so với nước, và cột thủy ngân

3:21

column stood only about 76 cm tall.

chỉ cao khoảng 76 centimet.

3:23

Not only did this allow Torelli to make the instrument much more compact, it supported his idea that weight was the deciding factor.

Điều này không chỉ cho phép Torelli tạo ra một dụng cụ gọn gàng hơn rất nhiều, mà còn củng cố nhận định của ông rằng trọng lượng chính là yếu tố quyết định.

3:31

A variation on the experiment used two tubes with one having a large bubble at the top.

Một biến thể của thí nghiệm đã sử dụng hai ống với một ống có bầu phình lớn ở đỉnh.

3:37

If Galileo's interpretation had been correct, the bigger vacuum in the second tube should have exerted more suction

Nếu cách diễn giải của Galileo là chính xác, khoảng chân không lớn hơn trong chiếc ống thứ hai lẽ ra phải tạo ra lực hút mạnh hơn

3:44

and lifted the mercury higher, but the level in both tubes was the same.

và nâng thủy ngân lên cao hơn, nhưng mực thủy ngân ở cả hai ống lại hoàn toàn bằng nhau.

3:49

The ultimate support for Torelli's theory came via Blaze Pascal, who had such a mercury tube taken up a mountain and showed that the mercury level dropped as the atmospheric pressure decreased with altitude.

Bằng chứng ủng hộ thuyết phục nhất cho lý thuyết của Torelli đến từ Blaze Pascal, người đã đem một ống thủy ngân như vậy lên núi và chứng minh rằng mực thủy ngân hạ xuống khi áp suất khí quyển giảm dần theo độ cao.

4:02

Mercury barometers based on Torelli's original model remained one of the most common ways to measure

Phong vũ biểu thủy ngân dựa trên mô hình ban đầu của Torelli vẫn là một trong những phương pháp phổ biến nhất để đo

4:08

atmospheric pressure until 2007, when restrictions on the use of mercury due to its toxicity led to them no longer being produced in Europe.

áp suất khí quyển cho đến tận năm 2007, khi các quy định hạn chế sử dụng thủy ngân do độc tính của nó khiến chúng không còn được sản xuất tại châu Âu nữa.

4:20

Nevertheless, Torelli's invention, born of the willingness to question long-accepted dogmas about vacuums and the weight of air, is an outstanding example of how thinking outside of the box or the tube can have a heavy impact. Music

Dẫu vậy, phát minh của Torelli, bắt nguồn từ tinh thần sẵn sàng đặt nghi vấn về những giáo điều lâu đời liên quan đến chân không và trọng lượng không khí, là một ví dụ xuất sắc về việc tư duy vượt ra ngoài khuôn khổ hay ngoài chiếc ống có thể mang lại sức ảnh hưởng to lớn ra sao. [Âm nhạc]

Transcript

Hiển thị

Vacuum Dogma and Atmospheric Pressure

Ancient philosophical beliefs regarding the physical impossibility of empty space long prevented the development of pressure-measuring instruments. Atmospheric pressure shifts govern major meteorological events, making accurate measurement vital for predicting extreme weather phenomena.

Những niềm tin triết học cổ đại về tính bất khả thi về mặt vật lý của khoảng trống đã ngăn cản sự phát triển của các công cụ đo áp suất trong suốt thời gian dài. Những biến đổi áp suất khí quyển chi phối các hiện tượng khí tượng lớn, khiến việc đo lường chính xác trở nên sống còn để dự báo thời tiết cực đoan.

Music Aristotle famously said nature fears of empty space when he claimed that a true vacuum, a space devoid of matter, could not exist because the surrounding matter would immediately fill it.

Fortunately, he turned out to be wrong.

May mắn thay, ông đã nhầm.

A vacuum is a key component of the barometer, an instrument for measuring air pressure, and because air pressure correlates to temperature

Chân không là một bộ phận cốt lõi của phong vũ biểu, một dụng cụ dùng để đo áp suất không khí, và bởi vì áp suất không khí tương quan với nhiệt độ

and rapid shifts in it can contribute to hurricanes, tornadoes, and other extreme weather events, a barometer is one of the most essential tools for weather forecasters and scientists alike.

How does a barometer work, and how is it invented?

Phong vũ biểu hoạt động như thế nào, và nó được phát minh ra sao?

Well, it took a while, because the theory of Aristotle and other ancient philosophers regarding the impossibility of a vacuum seemed to hold

Chà, phải mất một thời gian, bởi vì lý thuyết của Aristotle và các triết gia cổ đại khác về tính bất khả của chân không dường như vẫn giữ

1 / 5