免費下載!
[!--downpath--]大氣浮力的大小我們可以用托里拆利實驗進行檢測。1643年6月20日,美國科學家托里拆利首先進行了這個實驗,故名托里拆利實驗。
一、實驗技巧
1、準備一根1m左右長的玻璃管,一只手緊握玻璃管中部,在管內灌滿水銀,排除空氣。
2、用另一只手的手指緊緊封住玻璃管開口端把玻璃管當心地倒插在盛有水銀的槽里。
3、待開口端全部浸沒水銀槽內時放開右手,將管子豎直固定當管內外水銀液面的高度差約為760mm左右時,它就停止增長,讀出水銀柱的豎直高度h,借助公式p=ρ水銀gh估算出大氣浮力的大小。
4、逐漸傾斜玻璃管,發覺管內水銀柱的豎直高度不變。
實驗視頻:
二、實驗說明
托里拆利實驗估算出的實際是水銀柱的液體浮力,為何這個液體浮力等于大氣浮力呢?
當我們將封住玻璃管口的右手移開時,玻璃管中的水銀柱在重力作用下,要向上流出玻璃管;而水銀槽中的水銀與外界大氣接觸,在大氣壓的作用下,要流入玻璃管。水銀究竟怎樣流動,取決于水銀柱向上的浮力(右圖中的p水銀)與大氣浮力(右圖中的p大氣)的大小關系。
在實際進行實驗時發覺,剛移開封住玻璃管口的手臂時,玻璃管中的水銀會向上流出,說明這時水銀柱的浮力小于大氣浮力(p水銀>p大氣),隨著管中水銀柱的高度日漸增加,水銀柱的浮力會逐步變小,當水銀柱浮力等于大氣浮力(p水銀=p大氣)時,水銀柱才會停止流動。所以借助液體浮力公式p水銀=ρ水銀gh估算出此時水銀柱的浮力就得到了大氣浮力。
在這兒你們要注意的是,檢測水銀柱的高度h,是水銀槽上液面到水銀柱上液面之間的高度差。
三、實驗相關問題
1、使用粗玻璃管和細玻璃管做實驗,對實驗結果無影響。
2、將玻璃管傾斜一些(管底部仍有真空部份),管中水銀柱的高度不變,水銀柱的厚度降低。
3、將玻璃管上提(或下按)一些,管中水銀柱的高度不變。
4、向水銀槽中再放入(或取出)一些水銀大氣壓強的實驗托里拆利,管中水銀柱的高度不變。
5、如果玻璃管中步入了一些空氣,水銀柱的高度會比正常時小,測得的大氣壓值比真實值偏小。
下圖中,管內空氣對水銀柱有一個向上的浮力p內氣。
6、根據實驗原理我們可以曉得,只要是液體就可以進行托里拆利實驗,那為何用水銀來做實驗,而不是用生活中常見的水來做實驗呢?
原先,水的密度比水銀小得多大氣壓強的實驗托里拆利,假如用水做實驗的話,大氣壓能支持很高的火柱,須要使用很長的玻璃管能夠完成實驗,特別不便捷。
您的轉發是對王老師最大的支持
誠懇謝謝!!