内容正文:
第九章压强
PART 3
第三节大气压强
3.3.1大气压强的存在
实验experiment
覆 杯 实 验
覆杯实验分析
F水
F
纸片静止,处于平衡状态
纸片应该受到一个向上的力
纸片受到水给它的压力
F=F水
向上的力F什么来路?
地球周围包着一层厚厚的空气,它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的,通常把这层空气的整体称之为大气层。它上疏下密地分布在地球的周围,总厚度达1000千米。
有句成语这样说:“重如泰山,轻如鸿毛”。泰山之重是显而易见的,有比鸿毛还轻的东西吗?有!那就是空气。空气实在太轻了,在许多场合下它的存在都被人们忽略不计了。
最早注意到空气有质量的是意大利的物理学家伽利略。
他将一个空瓶密封起来,放在天平上与一堆砂子平衡。然后,他设法用打气筒向那个瓶子打进更多的空气,并再次密封。
当伽利略把这只瓶子再放回到天平上时,这时的瓶子比那堆砂要重一点,只有再往砂堆里加添一两颗小砂子,天平才会平衡。
伽利略推断,瓶子质量增加是由于里面的空气增多了的缘故,因此,空气是有质量的。
大气压强
马德堡半球实验
1654年的一天,
德国东南部的雷根斯城轰动了:
皇帝大驾光临,百姓倾城出动,
为的是观看一个名叫格里克的人表演。
广场上站立着16匹雄壮的骏马,
分成左右两队,每队各8匹马。
用铁链和绳索牵引着
一个直径为25厘米的青铜真空球。
它由两个半球合拢而成,
两个半球的边缘做得十分平整,
因此能紧密地合在一起而不会漏气。
格里克先用抽气机将铜球内的空气抽光,
然后他下命令给两边的马夫。
只听“啪”“啪”两声鞭响,
左右两边的马夫拼命往前赶马,
谁知这些骏马虽然使足了力气往前拉,
就是拉不开那由两个半球合在一起的青铜球。
皇帝和百姓们都看呆了。
格里克向大家解释说“这里面没有什么魔力,
主要是铜球表面所受到的大气压力把它们紧紧压在一起。
不信的话,把空气再放回到铜球里面去,
使两边的压力相等,就很容易把钢球打开了。”
说着,他用双手左右一拉,铜球确实轻易地打开了。
马德堡半球实验有力地证实了大气压的存在。
覆杯实验分析
F水
F
压力F什么来路?
是大气压强造成的
F大气
F大气=F水
生活中的大气压
生活中的大气压
生活中的大气压
离心式水泵
大气压的存在
如图所示的几个实例中,利用了大气压的是( )
A B C D E F G I
A.吸盘挂钩
B.纸片托水
C.用滴管取液体
D.用吸管喝饮料
E.瓶吞鸡蛋
F.活塞式抽水机
G.离心式水泵
H.热气球升空
I.皮碗对吸
J.橡皮膜突出
√
√
√
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壶盖的小孔
两心壶
如图为一个两心壶,壶体为寿星造型,壶内为互不相通的两个容器.两心壶的把手下部有一个孔A,将壶倒置,从A孔注入适量的酒,因其内部特殊结构,酒不会因壶倒置而流出;两心壶的肩部有一个孔B,从B孔注入适量的水.若将A、B两孔都堵住,酒和水都不会从壶嘴倒出;若将A、B两孔都放开,酒和水都会从壶嘴倒出.若要从壶嘴中只倒出酒,需要放开____孔、堵住____孔.(选填“A”或“B”)
A
B
利用了大气压
3.3.1大气压强的存在
√
3.3.2大气压强的测量
活塞式抽水机
虽然伽利略科学地测定空气是有质量的,但他却无法解释“大自然讨厌真空”
这个老问题。
罗马时代以来,人们就注意到一个现象:在超过10米深的井里,抽水泵便不起作用了。人们早就知道只要把水管里的空气抽掉,造成一个真空,那么水就会沿着水管往上流。他们无法解释水为什么会往上流,而不是通常那样“水往低处流”,就借用古希腊学者亚里士多德的名言“大自然讨厌真空”来解释。但为什么只能抽10米?
对此,伽利略只能解释说是大自然的那种“厌恶”是有限度的,到了10米以上的真空,它就不厌恶了,因而水就再也抽不上去了。“智者千虑必有一失”,伽利略对抽水问题的解释过于牵强附会,使他没有触及到问题的实质。
不要小看我,
我很厉害的
伽利略的学生托里拆利把老师的思想推进了一大步。
他认为,既然空气有重量就会产生压力,
就像水有重量会产生压力一样。
正是空气的压力把水从管子里往上压,
压到10米的高度时,水柱的重量正好等于空气的压力,水再也压不上去了。
为了证实这一点,托里拆利设计了一个实验
10米
托里拆利实验
1643年,托里拆利设计了一个实验,测出了标准大气压强的值:
760mm汞柱——1.013×105Pa。
此后, Moreland氏根据托里拆利实验原理,发明了水银气压计。
托里拆利实验为什么要用水银而不用水?
水会被压到10米高
760mm水银柱产生的压强:
托里拆利实验 计算
换成水,