多種檢測大氣浮力的方法
大氣壓力的檢測可借助實驗室設備或借助附近設備進行。 由于大氣壓力不易直接檢測用注射器測大氣壓強的原理,我們通常采用換算法間接檢測。
1.托里拆利實驗
例1 圖1為托里切利實驗裝置圖,下列說法正確的是( )
A.將玻璃管稍微傾斜,管內外水銀表面的高度差將保持不變。
B、將玻璃管稍微向下提起但不要離開液面,管內外的水銀液面高度差會變大
C、繼續向罐內注入少量水銀,水銀管內外表面的高度差會變小
D.如果使用等長的較粗的玻璃管,管內外水銀表面的高度差將保持不變。
大氣壓力的大小等于水銀柱形成的浮力。 如果大氣壓力保持不變用注射器測大氣壓強的原理,則管內外水銀表面的高度差將保持不變。 這取決于清管管內外汞含量差異的決定性原因。
2.用注射器粗略測量大氣壓
例2 小老虎朋友借助注射器(體積V)、彈簧測力計和秤來估算大氣壓的值。
(1) 實驗時,先將注射器的柱塞推至注射器筒底部,用橡皮帽堵住注射器的小孔。 安排的目的是。
(2) 如圖所示,逐漸向右水平驅動針筒。 當注射器的活塞開始滑動時,記錄彈簧測力計的讀數F,用刻度尺測量注射器整個刻度的長度L,則大氣壓的值可表示為p=。
(3) 實驗過程中注射器筒內漏入少量空氣,然后測大氣壓值(選擇“太大”、“太小”或“不變”)。
(4) 實驗室里有兩個注射器A和B。 活塞的橫截面積分別為 0.5cm2 和 2cm2。 如果彈簧測力計的量程為10N,實驗時應選擇注射器(選擇“A”或“B”),原因是。
針盤式注射器活塞截面內外的浮力差為大氣壓,筒體內部必須盡可能接近真空。
例3 在檢測大氣浮力的實驗中,為了消除活塞與針頭之間的摩擦力對實驗的影響,同事使用了圖3所示的裝置。將注射器筒固定在水平臺面上,推將柱塞插入注射器筒底部,用橡皮帽堵住注射器的小孔,用一根細水平線將柱塞與燒瓶連接起來,在柱塞剛開始滑到左圖,杯子中水的測量質量為 8
80克; 然后輕輕抽出水,當活塞剛開始向右滑動時,量杯中水的質量為460g,燒瓶的質量為100g,活塞的面積為7×10- 5m2,g=10N/kg,耦合器之間 磨損和細線不算數。 則測得的大氣壓應為 ( )
A.1.26×105Pa
B.1.10×105Pa
C.1.01×105Pa
D.0.96×105Pa
3.用吸盤粗略測量大氣壓
例4 化學興趣小組的小伙伴探究大氣浮力的大小。 他們用一個帶掛鉤的方形吸盤,將吸盤緊緊地壓在厚玻璃板的下表面,用能裝細沙的購物袋(不分質量)掛在玻璃上。 掛鉤下,如圖4所示,逐漸向袋內注入細砂,直至吸盤拉出,即可得到大氣壓。
(1)本實驗主要檢測設備:、。
(2) 需要直接測試的數學量:,。
(3)大氣壓力的表達式p=。
(4) 如果實測大氣壓僅為0.8×105Pa,大于當地大氣壓,實驗中可能存在的問題是: .
通過撥號,我們可以從實驗原理上了解設備的選擇、被測化學量、實驗步驟和結果的表達。
生活中處處都是化學,小伙伴們在打架的時候會不自覺地牽扯到很多數學知識。 您可能已經嘗試或觀察到以下兩種現象:
(1)喝豆漿時,將吸管插入蜜盒中吹氣,迅速松開,吸管中就會吐出汁液。
(2)將吹氣的氣球放在爐子附近的溫度下,過一會兒,氣球就會爆裂。
從以上現象猜測:
當二氧化碳的體積一定時,二氧化碳的浮力可能與二氧化碳的總和有關。
【設計并進行實驗】為了研究燒杯中二氧化碳在海面以上的浮力,朋友小明進行了如下實驗:
(1)將細玻璃管插入裝有半瓶水的密閉燒杯中,如圖A所示;
(2) 從細管下端向燒杯內吹氣。 此時瓶內二氧化碳的浮力(選擇“增加”、“減少”或“不變”); 迅速松開,觀察細玻璃管內的火柱上升到一個位置(如圖B)。
(3) 接下來,用手緊緊握住燒杯的滯留部分,以降低瓶中二氧化碳的浮力。 請畫出b在細玻璃管中火柱上升到b點的大概位置。
【實驗性擴張】
(1) 在控制等條件相同的情況下,如果用不同直徑的細玻璃管進行上述實驗,管內火柱上升高度會有所不同(選“相同”或“不同的”)。 原因是。
(2) 在控制等條件相同的情況下,如果將圖A中的裝置從山腳移到山頂,細玻璃管內的液面將(選“上升”,“下降”或“不變”)。 這是因為。
把握“平衡”關系:燒杯內氣壓始終等于外界氣壓與液柱形成的浮力之和。
多種檢測大氣浮力的方法
例 1AD
例2 (1) 將氣缸(2)內的空氣排出
(3) 小
(4)A驅動B針筒所需的力超過彈簧測力計的阻力
例 3B
例4 (1)測力計刻度
(2)吸盤半徑D(吸盤直徑r)為細砂所受重力G
(3)
(4)吸盤內的空氣沒有完全擠出(接觸面沒有清理干凈;或吸盤與玻璃板接觸不緊密;或有漏水等)
示例質量(密度)空氣溫度
【設計并進行實驗】(2)減少(3)b的位置如圖
【實驗展開】(1)同一液體的浮力只與液體的密度和深度有關,與管子的粗細無關(2)大氣壓隨高度升高而減小