多种检测大气浮力的方法
大气压力的检测可借助实验室设备或借助附近设备进行。 由于大气压力不易直接检测用注射器测大气压强的原理,我们通常采用换算法间接检测。
1.托里拆利实验
例1 图1为托里切利实验装置图,下列说法正确的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银表面的高度差将保持不变。
B、将玻璃管稍微向下提起但不要离开液面,管内外的水银液面高度差会变大
C、继续向罐内注入少量水银,水银管内外表面的高度差会变小
D.如果使用等长的较粗的玻璃管,管内外水银表面的高度差将保持不变。
大气压力的大小等于水银柱形成的浮力。 如果大气压力保持不变用注射器测大气压强的原理,则管内外水银表面的高度差将保持不变。 这取决于清管管内外汞含量差异的决定性原因。
2.用注射器粗略测量大气压
例2 小老虎朋友借助注射器(体积V)、弹簧测力计和秤来估算大气压的值。
(1) 实验时,先将注射器的柱塞推至注射器筒底部,用橡皮帽堵住注射器的小孔。 安排的目的是。
(2) 如图所示,逐渐向右水平驱动针筒。 当注射器的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的读数F,用刻度尺测量注射器整个刻度的长度L,则大气压的值可表示为p=。
(3) 实验过程中注射器筒内漏入少量空气,然后测大气压值(选择“太大”、“太小”或“不变”)。
(4) 实验室里有两个注射器A和B。 活塞的横截面积分别为 0.5cm2 和 2cm2。 如果弹簧测力计的量程为10N,实验时应选择注射器(选择“A”或“B”),原因是。
针盘式注射器活塞截面内外的浮力差为大气压,筒体内部必须尽可能接近真空。
例3 在检测大气浮力的实验中,为了消除活塞与针头之间的摩擦力对实验的影响,同事使用了图3所示的装置。将注射器筒固定在水平台面上,推将柱塞插入注射器筒底部,用橡皮帽堵住注射器的小孔,用一根细水平线将柱塞与烧瓶连接起来,在柱塞刚开始滑到左图,杯子中水的测量质量为 8
80克; 然后轻轻抽出水,当活塞刚开始向右滑动时,量杯中水的质量为460g,烧瓶的质量为100g,活塞的面积为7×10- 5m2,g=10N/kg,耦合器之间 磨损和细线不算数。 则测得的大气压应为 ( )
A.1.26×105Pa
B.1.10×105Pa
C.1.01×105Pa
D.0.96×105Pa
3.用吸盘粗略测量大气压
例4 化学兴趣小组的小伙伴探究大气浮力的大小。 他们用一个带挂钩的方形吸盘,将吸盘紧紧地压在厚玻璃板的下表面,用能装细沙的购物袋(不分质量)挂在玻璃上。 挂钩下,如图4所示,逐渐向袋内注入细砂,直至吸盘拉出,即可得到大气压。
(1)本实验主要检测设备:、。
(2) 需要直接测试的数学量:,。
(3)大气压力的表达式p=。
(4) 如果实测大气压仅为0.8×105Pa,大于当地大气压,实验中可能存在的问题是: .
通过拨号,我们可以从实验原理上了解设备的选择、被测化学量、实验步骤和结果的表达。
生活中处处都是化学,小伙伴们在打架的时候会不自觉地牵扯到很多数学知识。 您可能已经尝试或观察到以下两种现象:
(1)喝豆浆时,将吸管插入蜜盒中吹气,迅速松开,吸管中就会吐出汁液。
(2)将吹气的气球放在炉子附近的温度下,过一会儿,气球就会爆裂。
从以上现象猜测:
当二氧化碳的体积一定时,二氧化碳的浮力可能与二氧化碳的总和有关。
【设计并进行实验】为了研究烧杯中二氧化碳在海面以上的浮力,朋友小明进行了如下实验:
(1)将细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧杯中,如图A所示;
(2) 从细管下端向烧杯内吹气。 此时瓶内二氧化碳的浮力(选择“增加”、“减少”或“不变”); 迅速松开,观察细玻璃管内的火柱上升到一个位置(如图B)。
(3) 接下来,用手紧紧握住烧杯的滞留部分,以降低瓶中二氧化碳的浮力。 请画出b在细玻璃管中火柱上升到b点的大概位置。
【实验性扩张】
(1) 在控制等条件相同的情况下,如果用不同直径的细玻璃管进行上述实验,管内火柱上升高度会有所不同(选“相同”或“不同的”)。 原因是。
(2) 在控制等条件相同的情况下,如果将图A中的装置从山脚移到山顶,细玻璃管内的液面将(选“上升”,“下降”或“不变”)。 这是因为。
把握“平衡”关系:烧杯内气压始终等于外界气压与液柱形成的浮力之和。
多种检测大气浮力的方法
例 1AD
例2 (1) 将气缸(2)内的空气排出
(3) 小
(4)A驱动B针筒所需的力超过弹簧测力计的阻力
例 3B
例4 (1)测力计刻度
(2)吸盘半径D(吸盘直径r)为细砂所受重力G
(3)
(4)吸盘内的空气没有完全挤出(接触面没有清理干净;或吸盘与玻璃板接触不紧密;或有漏水等)
示例质量(密度)空气温度
【设计并进行实验】(2)减少(3)b的位置如图
【实验展开】(1)同一液体的浮力只与液体的密度和深度有关,与管子的粗细无关(2)大气压随高度升高而减小