怎样感知大气压的作用

时间:2022-10-04 08:03:15

我们生活在“大气海洋”的底层――地面上,而地面上一切物体都要受到大气压的作用,可是我们却感觉不到(这是因为人体内部也有压强,内外压强抵消),那么怎样才能感知大气压的作用呢?1854年法国马德堡市举行的“马德堡半球实验”(图1):即把两个半径约20cm的铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队(左右各16匹)向相反方向拉两个半球,结果费了很大的劲,才把两个半球拉开,同时发出像放炮一样的响声。这个实验让人们直接感知了大气压的作用,也证明了大气压的存在。

现在,我们也可采用实验来感知大气压的作用,下面介绍几个简易的相关实验,供同学们参考。

一、模拟马德堡半球实验

过程:取两个塑料吸盘。用左、右手各持1个,相对贴紧(如图2甲)再用力挤出两吸盘中间的空气,然后用两手拉(相反方向)两个吸盘(图2乙)。这时两个吸盘还容易拉开吗?拉开时发生响声吗?为什么?

相关说明:两吸盘不易拉开的原因,是由于它们之间已无空气,这样显示出大气压作用在它们的表面上。大气压强的数值是1.01×105Pa(实验测得),它大约相当于质量为1kg的物体压在1cm2的面积上产生的压强(图3)。

当两吸盘拉开时,因吸盘体积较小且软而有弹性,周围的空气振动幅度小,不致于发出响声。

二、套在大试管中的小试管会上升的实验

过程:取大小试管各1支,将大试管装满水后再将空的小试管轻轻插入,如图4所示。两手拿住大小试管,迅速倒置后并立即放开小试管。可观察到什么现象?为什么?_________________。

相关说明:观察到大试管里的水逐渐流出,同时小试管在大试管内自行上升。原因:小试管受到水向下的压强小于受到向上的大气压强,所以会自行向上爬升(图4乙)。

三、显示大气压作用在平铺报纸上的实验

过程:取报纸1张,榔头1把,薄木条1条(厚约0.5cm,宽约5cm,长为50cm)。将薄木条放在桌边并伸出桌子边沿,桌上铺一张报纸(报纸必须平整),使它压在木条上,报纸外端和桌子边缘对齐。然后用榔头猛击木条,木条即被敲成两段,这时报纸发生了什么现象?为什么__________________。

相关说明:观察到报纸仍然完好无损。原因:报纸上方有大气压的作用,报纸平摊后面积很大,大气压的压力(F=pS)足以阻碍报纸向上掀起,进而阻碍木条翘起。(图5)。

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