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[!--downpath--]【仪器设备】
托里拆利实验器具(J2116型)、水银、1米以上长玻璃管(或两根玻璃管用橡皮管连接)、量筒、绿水。
【实验方法】
1、一只手握紧玻璃管中部,将管内充满水银,排除空气,另一只手的手指紧紧堵住玻璃管的开口端(图1.33-1A),小心插入将玻璃管倒置在装满水银的水槽中(图1.33-1 B),当开口端完全没入水银槽中时松开右手,垂直固定水银管(图1.33-1 C),读取水银柱的垂直位置。 垂直高度。
2. 逐渐倾斜玻璃管(图1.33-1 D),管内水银柱的垂直高度保持不变。
3、继续倾斜玻璃管(图1.33-1e),当倾斜到一定程度时,管内充满水银,说明管内确实没有空气。
4、用不同直径的玻璃管和不同长度的玻璃管重复这个实验(或同时做,并排比较),可以发现水银柱的垂直高度保持不变。 这表明大气浮力与玻璃管的厚度和长度无关。
5、用橡皮塞塞紧长玻璃管的一端,在管内注满绿水,用手掌挡住另一端,将玻璃管倒置插入水底,右手握住(图1.33-2). 观察现象问中学生:“如果拔掉顶部的橡胶塞,火柱会不会在外界大气浮力的作用下从管道顶部喷出?” 然后进行论证和验证,从而去除一些片面的认识,加深认识。
【防范措施】
1、说明托里切利真空的存在是实验的重点,只有这一点成立,才能得出“水银柱的浮力等于大气的浮力”的结论。
2、汞有剧毒,对人体的危害尤其大托里拆利大气压强实验,必须十分注意安全处理。 玻璃管应选择管壁较厚、内径较小的。 操作时应避免碰撞和摇晃,以防管道扭曲。 水星不能丢在教室里。 倒水银时,最好用注射针或细颈尖口的漏斗,并用大塑料盒(搪瓷盆)垫底,防止银水溅到地上。 手指 若手指有伤口,切勿带伤口操作,可戴上合适的橡胶手套保护小指。 如果水银洒在地上,请尝试将其收集起来。 如果难以收集,可撒硫磺粉硫化,然后收集掩埋,并开窗通风。
3、为减少实验偏差,必须注意:①玻璃管和水银罐必须清洁干燥,无灰尘、杂质和水分。 ②水银一定要干净,如果混入灰尘杂质,或溶解在其他金属中形成汞齐附着在玻璃管内表面,读数会不准确,影响疗效。 ③ 灌汞时和灌汞后,水银罐内不能混入空气。 纱布包线或漆包线仍可通到玻璃管顶部。 灌入水银时,不时带动包着纱布的金属丝上下移动,使气泡随之排出。
4、托里切利实验是定量检测大气浮力值的重要实验。 班主任要精心策划,规范操作,为中学生树立榜样。 教中学生读书观察:米尺的起始线与水槽内水银面的凸面应在同一水平线上; 读数时,视线应与水银面和刻度线在同一水平线上。
【参考】
大气浮力也可以通过以下实验进行简要测量。 如图1.33-3,取一个注射器,在活塞柄上套一根绳子,将活塞推到顶端托里拆利大气压强实验,用右手(或橡皮帽)堵住注射孔,逐渐放上槽码、钩码或重物下吊在绞索下,吊至活塞刚被带动,测出吊物的重量G,活塞的截面积S,用公式P=G/S计算该值的大气浮力。 例如,外径约25分米的30毫升注射器,其横截面积约为49分米。 在实验过程中,它可以挂起4.9公斤多一点的重量。 注意不要挂太重的物件,注意用手托住活塞下方的活塞,防止往下拉活塞时折断。
也可以用两个圆盘状的塑料衣钩(商店有售),将圆盘相互挤压,排掉空气,在下面的挂钩上逐渐加重物,也可以简单地测量大气浮力。
标准大气压=760毫米汞柱=76分米汞柱=1.013×105帕斯卡=10.336米火柱。