大气浮力是因为空气遭到重力的作用、而且能流动形成的。以下内容是学院网小编为您悉心整理的大气浮力的形成缘由,欢迎参考!
大气浮力形成的诱因大气浮力讲解
大气对浸在它上面的物体形成的浮力叫大气浮力,简称大气压或气压。1654年格里克在美国马德堡作了知名的马德堡半球实验大气压强的定义和产生原因,有力地证明了大气浮力的存在,这让人们对大气压有了深刻的认识。但是早在1643年,荷兰科学家托里拆利就在一根1米长的细玻璃管中注满水银(汞)倒置在盛有水银的水槽中,发觉玻璃管中的水银大概增长到760毫米高度后就不再增长了。这760毫米刻度之上的空间无空气步入,是真空。托里拆利据此推测大气的浮力就等于水银柱形成的浮力,这就是知名的托里拆利实验。
标准大气压为:1.013×10^5Pa(帕斯卡),等于(毫米汞(水银)柱)
物体浮力:
p=F/S(在都使用国际单位制时,单位是pa)
在受力面积一定时,压力越大,浮力的作用疗效越显著。(此时浮力与压力成反比)在压力不变的情况下,减小受力面积可以减少浮力;减小受力面积可以减小浮力(此时浮力与受力面积成正比)。
液体浮力:
p=ρgh(p液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh)
(1)液体对容器底和侧壁都有浮力,液体内部向各个方向都有浮力。
(2)液体的浮力随深度降低而减小。在同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的浮力相等;不同的液体,在同一深度形成的浮力大小与液体的密度有关,密度越大,液体的浮力越大。
二氧化碳浮力的微观意义
二氧化碳的浮力大气压强的定义和产生原因,是指二氧化碳作用在容器器壁上的浮力.
二氧化碳作用在单位面积上的压力就是二氧化碳的浮力,p=.
浮力的单位是帕斯卡,简称帕,符号Pa.
(1)二氧化碳浮力产生的诱因
从二氧化碳分子动理论可知二氧化碳的浮力是大量分子频繁地撞击器壁而形成的,单个分子碰撞器壁的力道是短暂的,但大量分子频繁地撞击器壁,对器壁就形成了一个持续的、均匀的压力,二氧化碳的浮力在数值上就等于大量二氧化碳分子作用在器壁单位面积上的压力.
(2)决定二氧化碳浮力大小的诱因
从微观上看,二氧化碳分子的平均动能越大,则每位分子对器壁碰撞一次的冲量越大.单位容积内的分子数越多,分子的平均速度越大,则单位时间内二氧化碳分子对器壁单位面积上的碰撞次数就越多,加之每次碰撞的冲量越大,则单位时间内对器壁单位面积上的总力道就越大,因此二氧化碳的浮力就越大.所以,二氧化碳的浮力是由二氧化碳单位容积内的分子数和二氧化碳分子的平均动能共同决定的.
生活实验证明大气压存在
实验一:模拟马德堡半球实验
两个皮碗口对口挤压,之后双手使劲往外拉,发觉要用较大的力能够拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的浮力减少,而外界的大气浮力就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力能够拉开,这就有力证明了大气压强的存在。
实验二:“瓶吞蛋”实验
用剥了壳的熟鸭蛋挡住广口瓶口,实验前用手轻轻使劲,不能将猪肉完整地压入瓶内。再将燃起的棉签扔入装有细沙(避免烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸭蛋堵住瓶口,待火熄灭后,观察到猪肉“嘣”的一声坠入瓶内。上述实验,因为棉花燃烧使瓶内气压下降,而骤变又会使气压迅速增加,当瓶内浮力大于瓶外大气浮力时,猪肉在大气浮力的作用下,被压入瓶内。
实验三:“覆杯”实验
玻璃杯内装满水,用硬纸片遮住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉出来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向上的浮力大于大气对纸片向下的浮力,因此纸片不掉出来。剖析上述三个实验,不难理解大气浮力存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向上有浮力,“覆杯实验”表明大气向下有浮力。因此显示出大气浮力的特征:大气向各个方向都有浮力。
大气浮力是谁发觉的?
1654年夏季的三天,美国勒根堡的郊外风和日丽,土坡下的平地上集聚了上万人,等着观看马德堡的校长奥托格里克演出的一个科学游戏。太上皇、皇后也兴致勃勃地赶来了,所以现场的氛围愈发热烈。
只见奥托格里克一手拿着由他设计制做的两个铁制的半径20分米的半球来见太上皇。他告诉太上皇,这两个半球,起名为马德堡半球,把它们合拢后,抽去上面的空气,两侧虽然各用五六匹马来拉也未必能拉开。太上皇认为这真是不可思议,催促奥托格里克赶紧把实验做上去。
奥托格里克把两个半球啪地合上,之后用一个小唧筒,三下两下抽光了上面的空气。他将两根又粗又坚固的绳子系住半球两侧的环,让两个彪形大汉,一人拉一头绳子用力拔起河来。
只见那两个大汉都使出了四肢的力气,可那两个半球还是紧紧地抱在一起。两侧的壮汉降低到三个,但是两个半球似乎像越拉越紧了。看的人都目瞪口呆,简直不相信自己的双眼。那小小的两个半球,如何会吸得这样紧?这时奥托格里克干脆让壮汉们出来,牵过4匹骏马,一边2匹,让马来进行这场拔河大赛。“啪,啪”,随着鞭声,骏马扬蹄奋勇往前,而且无论骏马怎么使劲,却是前进不了半步,那两个半球牢牢地黏合在一起,依旧如故。奥托格里克嘱咐将两侧的牲畜一匹一匹地降低,仍然降低到两侧各是7匹骏马,还是不见真章。
看得众人都凝心屏气,广场上竟没有一点声音。这时,奥托格里克嘱咐再各加一匹马,驭手的皮鞭甩得如鞭炮般炸响,马嘶啸啸,灰尘飞扬。人们再也按捺不住,连太上皇、皇后也忘掉了自己的身分,站上去,跟随人们手舞足蹈地高大喊:“加油!加油!”只听得“嘭”的一声,铁块总算裂成两半。两侧的8匹马各带着一个半球一下子冲出好几百米远。这就是知名的马德堡半球实验。
臣子看了实验,心中真是百思不得其解,便问奥托格里克说:“你莫不是在变哪些戏法,要不,这两个半球如何会有这么大的吸引力呢?”奥托格里克说:“不是两个半球有哪些吸力,而是空气对它的压力,也就是大气浮力!”“大气浮力?”皇帝听了,越发感觉莫名其妙,这也为啥。
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