我们一起学科学之大气压的威力

图文     发布时间:2021/6/16 15:27:23     访问量:

在提水的时候,我们能感受到水的重力;在用双手相互对搓时,我们能够感受到摩擦力;在游泳的时候,我们能感受到来自水的阻力。但是生活在地球上的我们,却完全感受不到大气的压力。此时你可能满腹狐疑,不禁要问大气压真的存在吗?

其实早在1643年,托里拆利就已经发现了大气压的存在。他把一端封闭的玻璃管装满水银,排尽空气,用手指压住开口的一端,倒转放入盛有水银的槽里。他发现,管内水银开始下降流入槽内,停止时,水银液柱与槽内水平液面的高度差约为760mm。

如果玻璃管的两端都是开口,管里的水银就会全部流到槽内。但管内的水银保持静止状态,且上部呈现真空,显然有外力的存在,这个外力就是槽内水银面上的空气压力。不仅如此,他还测出了大气压的值:即一个标准大气压等于760毫米高的水银柱的重量,它相当于一平方厘米面积上承受1.0336公斤重的大气压力。如果此时你还是疑惑不解,就看看下面的科学小视频吧!

“倒不出的水”科学实验视频

“倒不出的水”科学实验视频虽然托里拆利证明了大气压的存在,但他做的实验却鲜为人知,人们仍旧不相信有大气压的存在。直到1654年奥托·冯·格里克做了“马德堡半球”实验,大气压才被人们熟知了解。一天,他和助手做了两个半球,直径约为37厘米,并请来一大队人马,在市郊做起“大型实验”。实验场上围观了许多人,熙熙攘攘十分热闹。

格里克和助手把两个半球合在一起,使其密不漏气,然后用抽气机把里面的空气抽掉,使球内形成真空的状态。在每个半球的左右两边分别栓了四匹马,往相反方向拉,结果铜球纹丝不动。最后,用了16匹大马,铜球才一分为二。

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众百思不得其解,纷纷询问。格里克解释道:在没有抽气前,我们可以毫无吹灰之力的将铜球分开。这是因为半球的外部压力等于内部压力等于大气压。但抽气后,铜球内部是真空状态,此时铜球的外部压力大于内部压力,就好像大气压“压”住了两个半球,必须用较大的力才能拉开。马德堡半球实验向大众证明了大气压强是存在的,并且十分强大。

既然大气压的力量如此强大,为什么在生活中我们完全感受不到呢?这是因为人类体内也有压强且和大气压相等,两者之间不存在压力差,故无法感受到大气压的存在。但大气压的并不是一成不变的,它会随高度增加而减小,且大气压的值与所在地点、天气、季节、的变化有关。例如:晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。

大气压与我们的生活息息相关,人们的很多活动都离不开大气压。像钢笔吸墨水、吸管吸饮料 、针管吸药液以及吸盘的应用等等都和大气压有关。其中人们还借助大气压设计了高压锅、活塞式抽水机、离心式水泵等。

虽然大气压看不见也摸不着,但我们可以通过趣味十足的科学小实验来证明大气压的存在,见证它的威力。

科学实验一:“乒乓球+塑料瓶”简易材料的组合,在大气压的“助力”下,会发生什么奇妙的现象呢?

浮不起的乒乓球

科学实验二:杯子倒立不漏水?是魔术,还是另有蹊跷?

纸片提水

 科学源于生活又高于生活,日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,学习科学要善于观察、善于发现。如果想要知道更多有趣的科学故事,请持续关注江西省科学技术馆。

(供稿:魏文慧)

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