1. 实验步骤
,将水银充满管子,排出空气,并用另一根手指牢牢堵住玻璃管的开口。
打开玻璃管的末端,小心地将其倒置插入装有汞的罐中。 当所有开口端都浸入水银罐中时松开手指。
垂直固定管子。 当管内水银液面停止下降时,读取水银液柱与水箱内水平液面的垂直距离。
直线高差约为760mm。
,发现管内汞柱的垂直高度保持不变。
,当倾斜到一定程度时,管内充满了水银,说明管内确实没有空气,管外也没有空气。
液面遇到的大气压是支撑管内760mm高***柱的大气压,即大气压和760mm
高的***柱产生相同的压力。
(或者同时进行,将它们并置
(对比),可以发现水银柱的垂直高度保持不变。 由此可见,大气压强与玻璃管的厚度和长度无关。 (控制
控制变量法)
、将管子注满红水,用手指堵住另一端,转动玻璃管
将其倒置放入水中,松开手指,观察现象,并询问学生:“如果将顶部的橡皮塞去掉,外面的大气压会降低。”
如果使用的话,水柱会从管子顶部喷出来吗?”然后进行演示验证,从而消除一些片面认知,加深理解。
***柱产生的压力视为1个标准大气压,符号为1atm(atm
是非法定压力单位),×10^5Pa
2. 实验说明
水银不能用其他液体代替。 如果换成水,在普通实验室中是不实用的,所以不可行。 详细流程:
已知ρ汞=/m∧3;
∵水柱产生的压力等于汞柱产生的压力,即p水=p汞,ρ水gh水=ρ汞gh汞
∴h 水 = ρ 汞/ρ 水 × h 汞
=/立方米//m^3;×
如果正确操作后测量值小于真实值,则可能是管内有气体; 如果测量值大于真实值,则可能是管子没有垂直放置,而是沿着管子的方向测量了水银柱的高度。
实验结果(水银高度)与试管的厚度无关。
3. 实验笔记
1、托里拆利实验时,如果管内有少量空气,水银柱的高度就会发生变化,实验结果就会偏小。
2、当玻璃管倾斜时,液柱变长,但垂直高度不变,对实验结果没有影响。
3、玻璃管向上提起或向下压时,液柱保持不变,对实验结果没有影响。
4、汞罐中汞的含量对实验结果没有影响。
5、玻璃管的厚度对实验结果没有影响。
6、如果玻璃管顶部不小心破裂,会发生什么情况? 会像喷泉一样喷涌而出吗?
答:全部水银返回水银罐,直至与液面齐平(形成连接装置,前提是水银罐足够高,否则罐内的水会
银子会溢出)
7、玻璃管侧面不小心破裂会怎样?
答:小孔上方的水银柱向上移动并置于顶部,小孔下方的水银柱全部返回水银罐,直至与液面平齐。
扩大
著名的托里切利实验首次正确测量了大气压的值。 实验的过程是:首先测量一根长约1m的棒。
将玻璃管充满水银,然后倒置插入水银罐中。 汞含量将下降至76厘米(假设当时的大气压为76厘米)
柱)将不再掉落。 此时管内水银表面上方存在真空。 如下所示,
PA=大气压PB=P***柱=?***gh***
AB
因为PA=PB,P大气压=P***柱=?***gh***,通过这个公式,可以根据汞柱的高度来确定。
计算大气压的值。如果在某个峰上进行托里拆利实验,水银柱会下降,表明峰上的气压
低于地面气压。
由于液体压力仅与液体密度和液柱高度有关,且P大气压保持不变,可得出以下结论:
争论:
a 将玻璃管加厚(或减薄),管内外水银面高度差保持不变;
b 将玻璃管向上提起(管口仍在水银面下方)托里拆利实验,使管内外高度差保持不变;
C。 将玻璃管向下压(管内液面上方仍存在真空),管内外水银表面高度差保持不变;
d. 倾斜玻璃管(管内液面上方仍存在真空)。 管内外水银表面的高度差保持不变,但管内水银柱的高度差保持不变。
长度变长。
延伸一:如果托里切利的实验装置改装成水银气压计,并在玻璃管壁上标出刻度,那么它就起到了水银气压计的作用。
倾斜时,读数会更大,因为水银柱的长度变长。
延伸2:若管顶距汞浴液面小于76cm,则管顶遇到的压力为P=P大气压-P***柱。
如果此时管子顶部破裂,根据连接器的原理,管内的水银不会喷出,而是落到管外的水中。
银的表面是平坦的。
启示3:如果在实验过程中不小心混入了少量空气,那么
P***柱+P空气柱=P大气压,即P***柱
由于封闭气体的压力与气体的体积成反比,因此可以得出以下结论:
A。 将玻璃管向上提起(管口仍在水银面下方),管内外水银面的高度差会变大;
将玻璃管向下压,管内外水银面的高度差会变小;
当玻璃管倾斜时,管内的汞柱变长,空气柱压力增大,因此管内外汞表面的高度差会变小。 含义4:如果将水银换成水,做托里拆利实验托里拆利实验,然后
P大气压=P水=? 水gh水,可以得出1个大气压可以支撑10m左右高的水柱。