托里拆利实验
实验简介托里拆利实验器(J2116型),水银,1米以上的长玻璃管(或两根玻璃管中间用橡皮管连接),烧杯,红色水。 此实验是意大利科学家托里拆利首先进行的,故名托里拆利实验。这个实验测出了大气压的大小。
实验方法1.一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气,用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端(图1.33-1甲),把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里(图1.33-1乙),待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定(图1.33-1丙),当管内外贡液液面的高度差约为76cm时,它就停止下降,读出水银柱的竖直高度。
2.逐渐倾斜玻璃管(图1.33-1丁),管内水银柱的竖直高度不变。
3.继续倾斜玻璃管(图1.33-1戊),当倾斜到一定程度,管内充满水银,说明管内确实没有空气,而管外液面上受到的大气压强,正是大气压强支持着管内76cm高的汞柱,也就是大气压跟76cm高的汞柱产生的压强相等。
4.用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验(或同时做,把它们并列在一起对比),可以发现水银柱的竖直高度不变。说明大气压强与玻璃管的粗细、长短无关。
5.将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭,往管中注满红色水,用手指堵住另一端,把玻璃管倒插在水中,松开手指(图1.33-2)。观察现象并提问学生:“如把顶端橡皮塞拔去,在外部大气压强作用下,水柱会不会从管顶喷出?”然后演示验证,从而消除一些片面认识,加深理解。
6.通常人们把高76cm汞柱所产生的压强,作为1个标准大气压符号为1atm(atm为压强的非法定单位),1atm的值约为1.013×10⒌Pa。
实验说明1.不可以用其他液体代替水银,若用水代替,高度会超过10米,因而不可行;
2.若无论如何怎么做银柱都满玻璃管且高度始终小于76cm,则可能是玻璃管长度小于76cm;
3.若操作正确测量值小于真实值,则可能是管内有气体。
4.实验结果(水银高度)与试管粗细无关