一、證明大氣浮力存在的實(shí)驗(yàn)
1.馬格德堡半球?qū)嶒?yàn)
馬格德堡半球?qū)嶒?yàn)有力證明大氣壓的存在
2.蓋杯實(shí)驗(yàn)
3. 用瓶子吞豬肉
蓋杯實(shí)驗(yàn)和瓶口吞豬肉實(shí)驗(yàn)
氣壓
大氣浮力的定義:存在于大氣內(nèi)部各個(gè)位置的浮力,這種浮力稱為大氣浮力。 大氣浮力的形成原因:大氣受重力影響,具有流動性。
大氣浮力的測定:
(1)檢測工具檢測大氣壓力的儀器稱為氣壓計(jì)。 常用的有水銀氣壓計(jì)和金屬盒氣壓計(jì)。
大氣壓力檢測-無液氣壓計(jì)
(2)托里拆利實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)過程: 如圖所示,在一根長約1m、一端封閉的玻璃管中裝滿水銀,用手掌擋住,然后倒扣插入水銀罐中。 松開中指,當(dāng)管內(nèi)的水銀表面長到一定高度時(shí),就會停止生長。 此時(shí)管內(nèi)外水銀表面的高度差約為760mm。
實(shí)驗(yàn)是將大氣浮力轉(zhuǎn)化為液體浮力進(jìn)行檢測。 在管內(nèi)外水銀表面的交界處設(shè)想了一個(gè)假想的液體層。 由于水銀柱是靜止的,液體在管內(nèi)受到水銀柱形成的與外界大氣壓力相等的向上浮力,即大氣壓力支撐著水銀柱在管內(nèi)約760mm高,而大氣浮力等于760mm高的水銀柱形成的浮力。 這個(gè)大小的浮力一般稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 根據(jù)液體浮力公式:
P0==ρ×g×=13.6×103kg/cm3×9.8N/kg×0.76=1.01×105Pa 在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,管子上部為真空,管內(nèi)水銀柱高度管只隨外界變化大氣壓的變化與管的粗細(xì)、傾角、管的寬度、玻璃管是被抬起還是被壓下無關(guān),只與水銀柱的垂直高度。如圖:當(dāng)玻璃管傾斜時(shí),水銀柱的寬度變大,但高度保持不變

托里拆利實(shí)驗(yàn)
托里切利的水實(shí)驗(yàn)
大氣浮力的變化
大氣浮力的數(shù)值不是恒定的,等于760mm高的水銀柱形成的浮力的大氣壓一般稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 大氣壓力隨高度降低而降低; 在海拔2000米以內(nèi),每下降12米,大氣浮力增加133帕。 大氣浮力還與季節(jié)和天氣條件有關(guān); 冬季氣壓大于夏季氣壓,陰天氣壓大于晴天氣壓;
大氣浮力的應(yīng)用
大氣浮力在我們的生活中應(yīng)用廣泛,從鉛筆吸墨水,注射器吸藥液大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)總結(jié),吸管吸啤酒,吸盤到墻壁,活塞泵,都是大氣浮力的應(yīng)用。
如圖所示為柱塞泵的工作過程
活塞泵
大氣壓力的應(yīng)用
浮力與二氧化碳體積的關(guān)系
在室溫不變的條件下,一定質(zhì)量的二氧化碳體積越小,其浮力越大; 體積越小,浮力越小。
液體沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系
液體的沸點(diǎn)隨著大氣浮力的降低而降低,隨著大氣浮力的降低而降低。 例如:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,如果大氣壓大于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,水的沸點(diǎn)就會高于100℃。
蒸餾
單位:國際單位為帕斯卡(Pa)。 常用的單位有毫米汞柱 (mmHg)、分米汞柱 (cmHg) 和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 (atm)。 在托里切利實(shí)驗(yàn)中,如果玻璃管內(nèi)有空氣,則測得的大氣壓值比實(shí)際值小; 如果實(shí)驗(yàn)中用水代替水銀,則需要一根長約10m的玻璃管。 水銀氣壓計(jì)的檢測結(jié)果比較準(zhǔn)確,但不方便攜帶。 金屬盒氣壓計(jì),又稱無液氣壓計(jì),在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常使用。
概念自查
()由于大氣也受到影響,具有性質(zhì),所以也會形成浮力,簡稱浮力; 實(shí)驗(yàn)有力地證明了大氣壓的存在,并且在實(shí)驗(yàn)中首次檢測到大氣壓的值。
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() 一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn),在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中第一次測量了它的大小,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于水銀柱形成的浮力,大約等于。 ) 一般把等于高水銀柱形成的浮力的大氣壓稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
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()(1) 大氣壓力隨高度增加而降低; (2) 在海拔3000m處,大約每下降10m,氣壓就會降低; (3)大氣壓不僅與海拔有關(guān),還與天氣有關(guān)。 大氣浮力隨天氣的變化規(guī)律為:冬季_____夏季_____; 多云和晴天。
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()浮力與二氧化碳體積的關(guān)系:在水溫不變的情況下大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)總結(jié),一定質(zhì)量的二氧化碳,體積減小浮力減小,體積減小浮力減弱。
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() 液體的沸點(diǎn)與二氧化碳浮力的關(guān)系: 所有液體的沸點(diǎn)都是在大氣壓降低的時(shí)候,大氣壓降低的時(shí)候。
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()柱塞泵和離心油泵的工作原理應(yīng)用。
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() 如圖所示,在一根長約1m、一端封閉的玻璃管中裝滿水銀,右手塞住管口,倒扣插入水銀罐中。 松開中指,管內(nèi)的水銀會長到一定高度后停止生長。 此時(shí)管內(nèi)外水銀表面的高度差約為760mm。
(1) 該實(shí)驗(yàn)首先由法國科學(xué)家托里切利完成; 實(shí)驗(yàn)中,玻璃管水銀面上方為真空,管外水銀面上方為空氣。 因此,支撐這一段水銀柱的是____。 會下降,大氣壓的值等于水銀柱形成的浮力;
(2) 實(shí)驗(yàn)中用水銀代替水做實(shí)驗(yàn),這是根據(jù)水銀的特性; 實(shí)驗(yàn)過程中,如果玻璃管如圖D傾斜,則水銀柱的高度為_____··(均選擇“變長”、“縮短”和“不變”)
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,玻璃管內(nèi)漏入少量空氣。 此時(shí),玻璃管內(nèi)水銀柱的高度會降低; 如果將玻璃管垂直向下提升一定距離,確保玻璃管上端始終浸沒在水銀中。 這樣,玻璃管中水銀的高度將是(選擇“減少”、“恒定”或“增加”);
(4)同事也用這個(gè)裝置把水銀變成水,把玻璃管裝滿水倒插在水箱里,這時(shí)候如果在管子的頂端開一個(gè)小孔,火柱會向下噴射。 (兩者都選擇“是”或“不會”)
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