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[!--downpath--]大气浮力的大小我们可以用托里拆利实验进行检测。1643年6月20日,美国科学家托里拆利首先进行了这个实验,故名托里拆利实验。
一、实验技巧
1、准备一根1m左右长的玻璃管,一只手紧握玻璃管中部,在管内灌满水银,排除空气。
2、用另一只手的手指紧紧封住玻璃管开口端把玻璃管当心地倒插在盛有水银的槽里。
3、待开口端全部浸没水银槽内时放开右手,将管子竖直固定当管内外水银液面的高度差约为760mm左右时,它就停止增长,读出水银柱的竖直高度h,借助公式p=ρ水银gh估算出大气浮力的大小。
4、逐渐倾斜玻璃管,发觉管内水银柱的竖直高度不变。
实验视频:
二、实验说明
托里拆利实验估算出的实际是水银柱的液体浮力,为何这个液体浮力等于大气浮力呢?
当我们将封住玻璃管口的右手移开时,玻璃管中的水银柱在重力作用下,要向上流出玻璃管;而水银槽中的水银与外界大气接触,在大气压的作用下,要流入玻璃管。水银究竟怎样流动,取决于水银柱向上的浮力(右图中的p水银)与大气浮力(右图中的p大气)的大小关系。
在实际进行实验时发觉,刚移开封住玻璃管口的手臂时,玻璃管中的水银会向上流出,说明这时水银柱的浮力小于大气浮力(p水银>p大气),随着管中水银柱的高度日渐增加,水银柱的浮力会逐步变小,当水银柱浮力等于大气浮力(p水银=p大气)时,水银柱才会停止流动。所以借助液体浮力公式p水银=ρ水银gh估算出此时水银柱的浮力就得到了大气浮力。
在这儿你们要注意的是,检测水银柱的高度h,是水银槽上液面到水银柱上液面之间的高度差。
三、实验相关问题
1、使用粗玻璃管和细玻璃管做实验,对实验结果无影响。
2、将玻璃管倾斜一些(管底部仍有真空部份),管中水银柱的高度不变,水银柱的厚度降低。
3、将玻璃管上提(或下按)一些,管中水银柱的高度不变。
4、向水银槽中再放入(或取出)一些水银大气压强的实验托里拆利,管中水银柱的高度不变。
5、如果玻璃管中步入了一些空气,水银柱的高度会比正常时小,测得的大气压值比真实值偏小。
下图中,管内空气对水银柱有一个向上的浮力p内气。
6、根据实验原理我们可以晓得,只要是液体就可以进行托里拆利实验,那为何用水银来做实验,而不是用生活中常见的水来做实验呢?
原先,水的密度比水银小得多大气压强的实验托里拆利,假如用水做实验的话,大气压能支持很高的火柱,须要使用很长的玻璃管能够完成实验,特别不便捷。
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