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[!--downpath--]多種檢測大氣浮力的方法
大氣壓力的檢測可借助實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或借助附近設(shè)備進(jìn)行。 由于大氣壓力不易直接檢測,我們通常采用換算法間接檢測。
1.托里拆利實(shí)驗(yàn)
例1 圖1為托里切利實(shí)驗(yàn)裝置圖,下列說法正確的是( )
A.將玻璃管稍微傾斜,管內(nèi)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(nèi)外的水銀液面高度差會變大
C、繼續(xù)向罐內(nèi)注入少量水銀,水銀管內(nèi)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(nèi)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,則管內(nèi)外水銀表面的高度差將保持不變。 這取決于清管管內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(qū)動針筒。 當(dāng)注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示值F測出大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)過程中注射器筒內(nèi)漏入少量空氣,然后測大氣壓值(選擇“太大”、“太小”或“不變”)。
(4) 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時應(yīng)選擇注射器(選擇“A”或“B”),原因是。
針盤式注射器活塞截面內(nèi)外的浮力差為大氣壓,筒體內(nèi)部必須盡可能接近真空。
例3 在檢測大氣浮力的實(shí)驗(yàn)中,為了消除活塞與針頭之間的摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響,同事使用了圖3所示的裝置。將針筒固定在水平臺面上,推動柱塞到注射器筒的底部,用橡皮帽堵住注射器的小孔,通過一根細(xì)水平線將柱塞連接到燒瓶上,慢慢地向燒瓶中加入鹽,當(dāng)柱塞剛開始向左滑動時,測得杯中水的質(zhì)量為880g; 之后將水輕輕抽出,當(dāng)活塞剛開始向右滑動時,量出杯中水的質(zhì)量為460g,燒瓶的質(zhì)量為100g,面積活塞為7×10-5m2,g=10N/kg,耦合器之間的摩擦和細(xì)線的重量忽略不計。 則測得的大氣壓應(yīng)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(xué)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,將吸盤緊緊壓在厚玻璃板的下表面,掛上一個能裝細(xì)沙的購物袋(不分質(zhì)量)。 掛鉤下,如圖4所示,逐漸向袋內(nèi)注入細(xì)砂測出大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),直至吸盤拉出,即可得到大氣壓。
(1)本實(shí)驗(yàn)主要檢測設(shè)備:、。
(2) 需要直接測試的數(shù)學(xué)量:,。
(3)大氣壓力的表達(dá)式p=。
(4) 如果實(shí)測大氣壓僅為0.8×105Pa,大于當(dāng)?shù)卮髿鈮海瑢?shí)驗(yàn)中可能存在的問題是:___。
通過撥號,我們可以從實(shí)驗(yàn)原理上了解設(shè)備的選擇、被測化學(xué)量、實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果的表達(dá)。
擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
生活中處處都是化學(xué),小伙伴們在打架的時候會不自覺地牽扯到很多數(shù)學(xué)知識。 您可能已經(jīng)嘗試或觀察到以下兩種現(xiàn)象:
(1)喝豆?jié){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(xiàn)象猜測:
當(dāng)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(guān)。
【設(shè)計并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】為了研究燒杯中二氧化碳在海面以上的浮力,朋友小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將細(xì)玻璃管插入裝有半瓶水的密閉燒杯中,如圖A所示;
(2) 從細(xì)管下端向燒杯內(nèi)吹氣。 此時瓶內(nèi)二氧化碳的浮力(選擇“增加”、“減少”或“不變”); 迅速松開,觀察細(xì)玻璃管內(nèi)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(xì)玻璃管中火柱上升到b點(diǎn)的大概位置。
【實(shí)驗(yàn)性擴(kuò)張】
(1) 在控制等條件相同的情況下,如果用不同直徑的細(xì)玻璃管進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),管內(nèi)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(xì)玻璃管內(nèi)的液面將(選“上升”,“下降”或“不變”)。 這是因?yàn)椤?span style="display:none">H6r物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
把握“平衡”關(guān)系:燒杯內(nèi)氣壓始終等于外界氣壓與液柱形成的浮力之和。
參考答案
例 1AD
例2 (1) 排出氣缸內(nèi)的空氣
(2) 高度/垂直
(3) 小
(4)A驅(qū)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)
細(xì)沙上的重力 G
(3)
(4)吸盤內(nèi)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)
擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)質(zhì)量(密度)溫度
【設(shè)計并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(2) 減少
(3) b處的位置如圖
【實(shí)驗(yàn)性擴(kuò)張】
(1)同一種液體的浮力只與液體的密度和深度有關(guān),與管子的粗細(xì)無關(guān)
(2) 上升氣壓隨高度下降而下降