托里拆利實(shí)驗(yàn)原理是什么
托里拆利實(shí)驗(yàn)原理是什么
托里拆利實(shí)驗(yàn)器(J2116型),水銀,1米以上的長(zhǎng)玻璃管(或兩根玻璃管中間用橡皮管連接),水槽(燒杯)。1643年6月20日,意大利科學(xué)家托里拆利首先進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn),故名托里拆利實(shí)驗(yàn)。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小。
根據(jù)公式:p=ρgh得到P=13.6×10^3kg/m^3×9.8N/kg×0.76m =1.013×10^5Pa因此,托里拆利測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.013×10^5Pa,于是,人們后來(lái)就把760mm(76cm)Hg稱作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0。
擴(kuò)展資料
1、不可以用其他液體代替水銀,若用水代替,高度會(huì)達(dá)到10.336米,在普通實(shí)驗(yàn)室中不現(xiàn)實(shí),因而不可行;
詳細(xì)過(guò)程:已知ρ水銀=13600kg/m∧3;
∵水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等即p水=p水銀,ρ水gh水=ρ水銀gh水銀
∴h水=ρ水銀/ρ水×h水銀
=13600kg/立方米/1000kg/m³×0.76m
=10.336m
2、若操作正確測(cè)量值小于真實(shí)值,則可能是管內(nèi)有氣體;若測(cè)量值大于真實(shí)值,則可能是沒(méi)有把管放豎直,且沿管的方向測(cè)量水銀柱的高度。
托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理
1、一只手握住玻璃管中部,在管內(nèi)灌滿水銀,排出空氣,用另一只手指緊緊堵住玻璃管開(kāi)口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里,待開(kāi)口端全部浸入水銀槽內(nèi)時(shí)放開(kāi)手指,將管子豎直固定,當(dāng)管內(nèi)水銀液面停止下降時(shí),讀出此時(shí)水銀液柱與水槽中水平液面的豎直高度差,約為760mm。
2、逐漸傾斜玻璃管,發(fā)現(xiàn)管內(nèi)水銀柱的豎直高度不變。
3、繼續(xù)傾斜玻璃管,當(dāng)傾斜到一定程度,管內(nèi)充滿水銀,說(shuō)明管內(nèi)確實(shí)沒(méi)有空氣百科,而管外液面上受到的大氣壓強(qiáng),正是大氣壓強(qiáng)支持著管內(nèi)760mm高的汞柱,也就是大氣壓跟760mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。
4、用內(nèi)徑不同的玻璃管和長(zhǎng)短不同的玻璃管重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)(或同時(shí)做,把它們并列在一起對(duì)比),可以發(fā)現(xiàn)水銀柱的豎直高度不變。說(shuō)明大氣壓強(qiáng)與玻璃管的粗細(xì)、長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。(控制變量法)
5、將長(zhǎng)玻璃管一端用橡皮塞塞緊封閉,往管中注滿紅色水,用手指堵住另一端,把玻璃管倒插在水中,松開(kāi)手指。
6、通常人們把高760毫米的汞柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng),作為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,符號(hào)為1atm(atm為壓強(qiáng)的非法定單位),1atm的值約為1.013×10^5Pa。
擴(kuò)展資料:
其實(shí)在托里拆利最終確定選用水銀作為實(shí)驗(yàn)材料之前,他也曾嘗試過(guò)很多不同的實(shí)驗(yàn)材料,諸如海水、蜂蜜等。只不過(guò)水銀的密度**,實(shí)驗(yàn)才更容易取得成功。
托里拆利將一根長(zhǎng)度為1米的玻璃管灌滿水銀,然后用手指頂住管口,將其倒**裝有水銀的水銀槽里,放開(kāi)手指后,可見(jiàn)管內(nèi)部頂上的水銀已下落,留出空間來(lái)了,而下面的部分則仍充滿水銀。
為了進(jìn)一步證明管中水銀面上部確實(shí)是真空,托里拆利又改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)。
他在水銀槽中將水銀面以上直到缸口注滿清水,然后把玻璃管緩緩地向上提起,當(dāng)玻璃管管口提高到水銀和水的界面以上時(shí),管中的水銀便很快地瀉出來(lái)了,同時(shí)水猛然向上竄管中,直至管頂。由此可見(jiàn),原先管內(nèi)水銀柱以上部分確實(shí)是空無(wú)所有的空間,即真空。
不僅如此,托里拆利在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)不管玻璃管長(zhǎng)度如何,也不管玻璃管傾斜程度如何,管內(nèi)水銀柱的垂直高度總是76厘米,于是他提出了可以利用水銀柱高度來(lái)測(cè)量大氣壓,這也就是我們目前所了解的大力壓強(qiáng)值等于76厘米水銀柱的由來(lái)。
托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理詳解
1簡(jiǎn)單理解:玻璃管內(nèi)沒(méi)有空氣隨著汞柱的下降管內(nèi)汞的上方形成真空管外汞面受到大氣壓強(qiáng)大氣壓支撐管內(nèi)的水銀。2.托里拆利實(shí)驗(yàn)也可以把它理解為連通器,管內(nèi)的水銀和管外的大氣,大氣對(duì)水銀槽內(nèi)水銀面的壓強(qiáng)和管內(nèi)與水銀槽內(nèi)水銀面等平面的壓強(qiáng)相等,而管內(nèi)的壓強(qiáng)是由管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的,所以管內(nèi)水銀柱的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)。
若有空氣進(jìn)入管內(nèi),測(cè)得大氣壓的值會(huì)偏小。