토리첼리의 실험

수은 관을 뒤집은 모습. 토리첼리는 이 실험의 원리를 이용하여 수은기압계를 발명했다.

토리첼리의 실험(영어: Torricelli's experiment)은 1643년 피사에서 과학자 에반젤리스타 토리첼리가 행한 실험을 가리키며, 이 실험의 목적은 진공의 존재를 증명해내는 것이었다.

진행 과정

먼저 그릇과 유리관을 준비한 다음, 관의 75% 가량이 찰 때까지 수은을 넣는다. 그 후 관을 뒤집으면서 공기 방울을 완벽하게 제거한다. 이후 관이 가득 찰 때까지 수은을 더 넣는다. 마지막으로, 관에 수은을 다 채운 후에는 관을 접시 위에서 통째로 뒤집으면 된다. 이 과정들을 모두 마치면, 수은은 중력에 의해 내려가다가 76 cm 지점까지 내려가면 더 이상 내려가지 않게 되며, 관을 흔들거나 기울여도 76 cm라는 값은 변하지 않는다. 수은이 76 cm에서 움직이지 않는 이유는 접시의 표면에 대기압이 작용하여 수은이 접시로 나오지 못하기 때문이다.

정리

대기압이 수은을 떠받치는 원리.

오스트레일리아 퀘스타콘 과학관에 있는 토리첼리 실험 모형.

토리첼리는 이 실험에서 대기압이 접시에 압력을 가해 수은이 빠져나오지 않음을 밝혀냈으며, 며칠 동안 실험을 계속하여 대기압이 변함에 따라 수은 기둥의 높이도 변함을 알아내었다. 관의 위쪽에 생기는 빈 공간은 토리첼리의 진공이라고 부른다.

• 760 mmHg = 1 atm
• 1 atm = 1 013 mbar 또는 hPa
• 1 mbar 또는 hPa = 0.7502467 mmHg

물을 사용한 실험 사진

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  토리첼리 실험을 물로 재현한 것으로, 물에 과망가니즈산 칼륨을 넣어 쉽게 알아보게 하였다.
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  실험에서 수은을 물로 대체하면 기둥의 높이는 약 10 m이다. 이 실험에서도 튜브를 건물 3층까지 올려야 물 기둥의 끝이 보였다.
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  실험 도중 아래에서 위를 보고 촬영한 사진.