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。
【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),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。
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。
托里拆利实验可以把它理解为连通器,管内的水银和管外的大气,大气对水银槽内水银面的压强和管内与水银槽内水银面等平面的压强相等,而管内的压强是由管内水银柱产生的,所以管内水银柱的压强等于大气压强。
若有空气进入管内,测得大气压的值会偏小