托里拆利實驗

1實驗簡介

托里拆利實驗器(J2116型),水銀,1米以上的長玻璃管(或兩根玻璃管中間用橡皮管連接),水槽(燒杯)。1643年6月20日,義大利科學家托里拆利首先進行了這個實驗,故名托里拆利實驗。這個實驗測出了1標準大氣壓的大小。
標準大氣壓 P =13.6×10^3千克/立方米×9.8牛頓/千克×0.76米  ≈1.013×10^5牛頓/平方米=1.013×10^5帕斯卡  =1atm =76cmHg =760托 =760mmHg 1mmHg=1.01325*10^5Pa/760=133.32pa

2實驗方法

1.一隻手握住玻璃管中部,在管內灌滿水銀,排出空氣,用另一隻手指緊緊堵住玻璃管開口端把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里待開口端全部浸入水銀槽內時放開手指,將管子豎直固定當管內外汞液液面的高度差約為760mm時,它就停止下降,讀出水銀柱的豎直高度。
2.逐漸傾斜玻璃管,發現管內水銀柱的豎直高度不變。
3.繼續傾斜玻璃管,當傾斜到一定程度,管內充滿水銀,說明管內確實沒有空氣,而管外液面上受到的大氣壓強,正是大氣壓強支持著管內760mm高的汞柱,也就是大氣壓跟760mm高的汞柱產生的壓強相等。
4.用內徑不同的玻璃管和長短不同的玻璃管重做這個實驗(或同時做,把它們並列在一起對比),可以發現水銀柱的豎直高度不變。說明大氣壓強與玻璃管的粗細、長短無關。(控制變數法)
5.將長玻璃管一端用橡皮塞塞緊封閉,往管中注滿紅色水,用手指堵住另一端,把玻璃管倒插在水中,鬆開手指。觀察現象並提問學生:「如把頂端橡皮塞拔去,在外部大氣壓強作用下,水柱會不會從管頂噴出?」然後演示驗證,從而消除一些片面認識,加深理解。
6.通常人們把高760毫米汞柱所產生的壓強,作為1個標準大氣壓符號為1atm(atm為壓強的非法定單位),1atm的值約為1.013×10^5Pa

3實驗說明

1.不可以用其他液體代替水銀,若用水代替,高度會達到10.336米,在普通實驗室中不現實,因而不可行;
詳細過程:已知ρ水銀=13600kg/m∧3;
∵水柱產生的壓強與水銀柱產生的壓強相等即p水=p水銀,ρ水gh水=ρ水銀gh水銀
∴h水=ρ水銀/ρ水×h水銀
=13600kg/立方米/1000kg/m³×0.76m
=10.336m
2.若操作正確測量值小於真實值,則可能是管內有氣體;若測量值大於真實值,則可能是沒有把管放豎直,且沿管的方向測量水銀柱的高度。
3.實驗結果(水銀高度)與試管粗細無關

4補充

托里拆利實驗時,若管內有少許空氣,水銀柱高度將改變,實驗結果偏小。
1、玻璃管傾斜,液柱變長,但垂直高度不變,對實驗結果無影響。
2、玻璃管上提,液柱不變,對實驗結果無影響。
3、水銀槽中水銀的多少對實驗結果無影響。
4、玻璃管的粗細對實驗結果無影響。
5、不小心玻璃管頂部弄破,會出現什麼現象?像噴泉一樣噴出嗎?答:水銀全部退回水銀槽直至與液面相平
6、不小心弄破玻璃管側面,會出現什麼現象?答:小洞以上的水銀柱向上移動置頂,小洞以下的水銀柱全部退回水銀槽直至與液面相平。
上一篇[永遠亭]    下一篇 [東方儚月抄]

相關評論

同義詞:暫無同義詞