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大氣壓強的大小我們可以用托里拆利實驗進行測量。1643年6月20日,意大利科學家托里拆利首先進行了這個實驗,故名托里拆利實驗。 一、實驗方法 1、準備一根1m左右長的玻璃管,一只手握住玻璃管中部,在管內(nèi)灌滿水銀,排除空氣。 2、用另一只手的食指緊緊堵住玻璃管開口端把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里。 3、待開口端全部浸入水銀槽內(nèi)時放開手指,將管子豎直固定當管內(nèi)外水銀液面的高度差約為760mm左右時,它就停止下降,讀出水銀柱的豎直高度h,利用公式p=ρ水銀gh計算出大氣壓強的大小。 4、逐漸傾斜玻璃管,發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變。 實驗視頻: 二、實驗說明 托里拆利實驗計算出的實際是水銀柱的液體壓強,為什么這個液體壓強等于大氣壓強呢? 當我們將堵住玻璃管口的手指移開時,玻璃管中的水銀柱在重力作用下,要向下流出玻璃管;而水銀槽中的水銀與外界大氣接觸,在大氣壓的作用下,要流入玻璃管。水銀到底如何流動,取決于水銀柱向下的壓強(下圖中的p水銀)與大氣壓強(下圖中的p大氣)的大小關系。 在實際進行實驗時發(fā)現(xiàn),剛移開堵住玻璃管口的手指時,玻璃管中的水銀會向下流出,說明這時水銀柱的壓強大于大氣壓強(p水銀>p大氣),隨著管中水銀柱的高度逐漸降低,水銀柱的壓強會逐漸變小,當水銀柱壓強等于大氣壓強(p水銀=p大氣)時,水銀柱就會停止流動。所以利用液體壓強公式p水銀=ρ水銀gh計算出此時水銀柱的壓強就得到了大氣壓強。 在這里大家要注意的是,測量水銀柱的高度h,是水銀槽上液面到水銀柱上液面之間的高度差。 三、實驗相關問題 1、使用粗玻璃管和細玻璃管做實驗,對實驗結(jié)果無影響。 2、將玻璃管傾斜一些(管頂部仍有真空部分),管中水銀柱的高度不變,水銀柱的長度增加。 3、將玻璃管上提(或下按)一些,管中水銀柱的高度不變。 4、向水銀槽中再倒入(或取出)一些水銀,管中水銀柱的高度不變。 5、如果玻璃管中進入了一些空氣,水銀柱的高度會比正常時小,測得的大氣壓值比真實值偏小。
右圖中,管內(nèi)空氣對水銀柱有一個向下的壓強p內(nèi)氣。 6、根據(jù)實驗原理我們可以知道,只要是液體就可以進行托里拆利實驗,那為什么用水銀來做實驗,而不是用生活中常見的水來做實驗呢? 原來,水的密度比水銀小得多,如果用水做實驗的話,大氣壓能支持很高的水柱,需要使用很長的玻璃管才能完成實驗,非常不方便。 您的轉(zhuǎn)發(fā)是對王老師最大的支持 衷心感謝!! |
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