Celou Zemi obklopuje vzdušný obal – atmosféra – do výšky několika set kilometrů. Na zemskou atmosféru působí gravitační pole Země tak, že molekuly vzduchu jsou přitahovány k Zemi. Podobně jako na povrch tělesa ponořeného v kapalině působí hydrostatická tlaková síla, působí na povrch tělesa v zemské atmosféře atmosférická tlaková síla. Atmosférická tlaková síla vyvolává v zemské atmosféře tlak, který nazýváme atmosférický tlak.
Evangelista Torricelli.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Existenci atmosférického tlaku prokázal v roce 1643 Vincenzo Viviani pokusem, který navrhl Evangelista Torricelli. Skleněnou trubici o délce asi 1 m, na jednom konci zatavenou naplnil rtutí. Otevřený konec uzavřel prstem, trubici obrátil a ponořil do nádobky se rtutí. Potom prst uvolnil a pozoroval, jak se sloupec rtuti ustálil ve výšce asi 0,75 m. V trubici se nad rtutí vytvořilo vakuum, tj. prostor, ve kterém téměř nejsou molekuly. Převýšení hladiny v trubici vzniká vlivem atmosférického tlaku, který vyvolá tlakovou sílu na hladinu rtuti v misce. Tlak se podle Pascalova zákona přenáší do trubice rtutí.
Torricelliho pokus.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Při čerpání vody z hlubokých studní se ukázalo, že ani nejdokonalejší čerpadlo nenasaje vodu z větší hloubky než asi deset metrů. Vysvětlení je stejné jako u Torricelliho pokusu – v sací trubici musíme vytvořit vůči atmosférickému tlaku podtlak minimálně rovný hydrostatickému tlaku kapaliny. Voda má asi třináctkrát menší hustotu než rtuť, proto vystoupí vlivem atmosférického tlaku třináctkrát výše než rtuť, a to je asi 10 m.
Blaise Pascal.
Zdroj: commons.wikimedia.cz. Public domain.
Poprvé souvislost atmosférického tlaku a nadmořské výšky zkoumal Blaise Pascal. Jeho švagr změřil atmosférický tlak u paty a na vrcholu hory Puy de Dome. Na základě tohoto pokusu navrhl, aby se nadmořská výška měřila pomocí atmosférického tlaku. Vysvětlení je jednoduché. Při větší nadmořské výšce je atmosférický tlak menší, protože sloupec vzduchu je kratší a vzduch má ve větší výšce menší hustotu. Při výstupu o 100 m klesne atmosférický tlak přibližně o 1,3 kPa. Atmosférický tlak klesá podle barometrické rovnice
kde po je atmosférický tlak vzduchu u hladiny moře a ρo je hustota vzduchu u hladiny moře. Tento vztah však platí jen do výšky 100 km. Pro fyzikální výpočty byl dohodou určen tzv. normální atmosférický tlak, který je odvozen z hydrostatického tlaku rtuťového sloupce 760 mm vysokého při 0 °C na 45° severní šířky při hladině moře
Atmosférický tlak se měří tlakoměry (barometry). Nejpřesnější jsou rtuťové (založené na Torricelliho pokusu), častěji se však setkáváme s kovovými barometry (aneroidy).
Barograf.
Zdroj: HORÁK, Z. Praktická fysika, Universum 1947.
V souvislosti s atmosférickým tlakem se můžeme setkat s pojmy přetlak – v nádobě je větší tlak než v okolí (např. v letadle) nebo podtlak – v nádobě je menší tlak než v okolí (např. v žárovce). Podtlak vzniká v plicích (98 kPa), chobotnice se svými chapadli přisaje ke své oběti podtlakem 13 kPa.
