Gazy a zasada Archimedesa

Aby właściwie podejść do tematu zacznijmy od przeprowadzenia prostego doświadczenia. Kolbę litrową, zrównoważoną na dość czułej wadze, opuszczamy do dużego naczynia, do którego wprowadzamy rurką dwutlenek węgla: kolba wyda się lżejsza. Równowagę przywrócilibyśmy wypełniając kolbę dwutlenkiem węgla.

Gdybyśmy powyższą kolbę zanurzyli do naczynia z gazem lżejszym od powietrza (np. z wodorem, gazem świetlnym), to i tu równowaga byłaby zachwiana lecz w kierunku przeciwnym. Doświadczenia takie wskazują, że ciało zanurzone w gazie cięższym od powietrza, doznaje pędu ku górze większego niż w powietrzu, natomiast w gazie lżejszym – mniejszego.

Tak więc gazy zachowują się tu zupełnie podobnie do cieczy, wywierając na ciała w nich zanurzone parcie ku górze; bliższe pomiary ujawniły, że i tu parcie ku górze równe jest ciężarowi gazu wypartego.

Ciężar ciał w próżni

W próżni ciało ważyłoby więcej, niż w powietrzu i to o 1,3 gr. na każdy litr objętości ciała, ponieważ jeden litr zwykłego powietrza waży około 1,3 gr.

Przekonać się można o słuszności tego twierdzenia, posługując się tz. baroskopem (nazwa ta pochodzi od greckiego wyrazu ciężki). Jest to jakby ważka, której jedno ramię ma zamkniętą bańkę szklaną, a drugie kulkę metalową; ciała te równoważą się w powietrzu. Jeżeli umieścimy baroskop pod dzwonem maszyny pneumatycznej, to w miarę usuwania powietrza, bańka spadać będzie coraz bardziej, stając się jakby cięższą.

Proste to doświadczenie wskazuje, że w rzeczywistości duża kula baroskopu waży więcej niż mała: w opróżnionym dzwonie obie kule nie doznają już parcia powietrza z dołu do góry i podlegają tylko działaniu siły ciężkości. Jeżeli zaś pomimo różnych ciężarów kule te w powietrzu się równoważą, to pochodzi to stąd, że większa z nich wypierając znaczniejszą objętość powietrza, więcej też pozornie traci ze swego ciężaru, niż mała.

Oczywiście gdyby kule równoważące się w powietrzu miały jednakowe objętości, to i w próżni nie utraciłyby tej równowagi.