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數(shù)學(xué)心

第七十六章 托里拆利實(shí)驗(yàn)

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 202 2020-05-11 22:08:47

  托里拆利曾經(jīng)跟自己的老師伽利略討論過氣體有壓力的問題。

  托里拆利心想:“如果氣體有壓力,到底有多大,相比于真空會(huì)是多大呢?”

  “如果做到這一點(diǎn)呢?畢竟環(huán)境討厭真空,我需要一定的力道才能強(qiáng)行分析出來。”

  托里開始拿出一個(gè)玻璃罐子,扣在水中,罐子里放置燃燒的蠟燭,不一會(huì)兒氧氣燒完后,有水進(jìn)入了罐子中。

  “這就代表罐子中氣體,是外面的空氣壓進(jìn)去的,但是氣體畢竟沒有燒完。還不能看出來大氣壓到底大到什么程度?!?p>  “如何才能看到呢?”

  突然托里拆利想,如何是個(gè)大一點(diǎn)的罐子,里面水是滿的,倒立起來,水還能充滿在里面,就說明大氣壓力是用了很大的力量把水壓進(jìn)去的。

  “但是這也有個(gè)極限,大氣壓力不會(huì)是無限大的,足夠大的罐子,大氣也有壓不進(jìn)去的一天。所以水會(huì)因?yàn)橹亓ν献?,?huì)向下一些,然后留出一點(diǎn)真空。”

  但是托里拆利沒有那么大的罐子。

  而托里拆利也知道,只要是高一點(diǎn)的玻璃管也可以。

  他拿著1米長的玻璃管,這個(gè)玻璃管已經(jīng)很難得了,再長的很少見。

  一米的玻璃管裝滿水,倒扣在水盆里,托里拆利細(xì)細(xì)的觀察,看到只留出一丁點(diǎn)的真空,幾乎看不出來。

  托里拆利心里還是明白,自己已經(jīng)成功了,只是實(shí)驗(yàn)象限不明顯。

  “因?yàn)樗€是不夠重,要找一個(gè)重一點(diǎn)的液體,比水重出很多來,才會(huì)受到較大的引力拖拽?!?p>  突然有一天托里拆利在學(xué)校里看到了水銀,水銀比水重13倍多呢?

  托里拆利二話不說,直接借到了水銀。開始繼續(xù)氣壓實(shí)驗(yàn)。

  他一只手握住玻璃管中部,在管內(nèi)灌滿水銀,排出空氣,用另一只手指緊緊堵住玻璃管開口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里,待開口端全部浸入水銀槽內(nèi)時(shí)放開手指,將管子豎直固定,當(dāng)管內(nèi)水銀液面停止下降時(shí),讀出此時(shí)水銀液柱與水槽中水平液面的豎直高度差,約為760mm。

  然后逐漸傾斜玻璃管,發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變。

  繼續(xù)傾斜玻璃管,當(dāng)傾斜到一定程度,管內(nèi)充滿水銀,說明管內(nèi)確實(shí)沒有空氣,而管外液面上受到的大氣壓強(qiáng),正是大氣壓強(qiáng)支持著管內(nèi)760mm高的汞柱,也就是大氣壓跟760mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。

  最終通常人們把高760毫米的汞柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng),作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,符號(hào)為1atm(atm為壓強(qiáng)的非法定單位),1atm的值約為1.013×10^5Pa

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