托里拆利實(shí)驗(yàn)之歐陽歌谷創(chuàng)作

1、托里拆利實(shí)驗(yàn)歐陽歌谷（）實(shí)驗(yàn)步驟1. 只手握住玻璃管中部，在管內(nèi)灌滿水銀，排出空氣，用啟一 只手指緊緊堵住玻璃管開端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀 的槽里，待開端全部浸入水銀槽內(nèi)時(shí)放開手指，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 平液廂的豎直高度差，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，說明管 內(nèi)確實(shí)沒有空氣，而管外液上受到的大氣壓強(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短不同的玻璃管重做這個(gè)實(shí)

2、驗(yàn)（或同 時(shí)做，把它們并列在一起對比），可以發(fā)現(xiàn)水銀柱的豎直高度不 變。說明大氣壓強(qiáng)與玻璃管的粗細(xì).長短無關(guān)。（控制變量法）5. 將長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，松開手指。觀察現(xiàn)象并提 問學(xué)生：“如把頂端橡皮塞拔去，在外部大氣壓強(qiáng)作用下，水柱會 不合從管頂噴出？然后演示驗(yàn)證，從而消除一些片面認(rèn)識，加深 理解。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 氣氐 符號為latm （atm為壓強(qiáng)的非法定單位），latm的值約為 1.013xl0A5Pa二. 實(shí)驗(yàn)說明1. 不可以用其他液體代替水銀，若用水代替，高度會達(dá)到10.

3、336米，在普通實(shí)驗(yàn)室中不現(xiàn)實(shí)，因而不可行；詳細(xì)過程：已知 p 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=卩水銀，P水 gh水=卩水銀gh水銀h水=卩水銀/p水xh水銀=13600kg/ 立方米 /1000kg/mA3;x0.76m=10.336m2. 若操作正確測量值小于真實(shí)值，則可能是管內(nèi)有氣體；若測量 值大于真實(shí)值，則可能是沒有把管放豎直，且沿管的方向測量水 銀柱的高度。3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（水銀高度）與試管粗細(xì)無關(guān)。三. 實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)1、托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，若管內(nèi)有少許空氣，水銀柱高度將改變，實(shí) 驗(yàn)結(jié)果偏小。2、玻璃管傾斜，液柱變長，但垂直高度不變，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影

4、響。3、玻璃管向上提或下壓，液柱不變，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響。4、水銀槽中水銀的多少對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響。5、玻璃管的粗細(xì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響。6、不小心玻璃管頂部弄破，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？像噴泉一樣噴出 嗎？答：水銀全部退回水銀槽直至與液面相平（形成連通器，前提是 水銀槽夠高，否則槽內(nèi)水銀將會溢出）7、不小心弄破玻璃管側(cè)廂，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：小洞以上的水銀柱向上移動置頂，小洞以下的水銀柱全部退 回水銀槽直至與液面相平。引申著名的托里拆利實(shí)驗(yàn)第一次準(zhǔn)確的測出了大氣壓的值，該實(shí)驗(yàn)的 過程是：首先將長約lm的玻璃管裝滿水銀，然后倒插入水銀槽 中，水銀面將下降至76cm處（假定當(dāng)時(shí)大氣壓為76cm汞柱）就 不再下降

5、，此時(shí)管內(nèi)水銀廂上方是真空。如圖所示，PA=P 大氣壓 PB=P 汞柱二 汞 gh 汞由于PA二PB 所以P大氣壓二P汞柱二 汞gh汞，通過此公式根 據(jù)水銀柱的高度就可以計(jì)算出大氣壓的值。假如在高上做托里 拆利實(shí)驗(yàn)，水銀柱合降低，說明高山上的氣壓比地廂氣壓小。由于液體壓強(qiáng)只跟液體密度和液柱高度有關(guān)，且P大氣壓保持不 變，故可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：a將玻璃管加粗（或變細(xì)），管內(nèi)外水銀高度差不變；b將玻璃管向上提一些（管還在水銀面下），管內(nèi)外水銀面高 度差不變；c將玻璃管向下按一些（管內(nèi)液面上方還有真空），管內(nèi)外水銀 面高度差不變；d將玻璃管傾斜（管內(nèi)液面上方還有真空），管內(nèi)外水銀廁高度 差不變，但是

6、管內(nèi)水銀柱的長度變長。引申一：如果將托里拆利實(shí)驗(yàn)裝置改制成水銀氣壓計(jì)，并把刻度 標(biāo)在玻璃管壁上，當(dāng)管子傾斜時(shí)，由于水銀柱長度變長，故讀數(shù) 合偏大。引申二：如果管頂距水銀槽內(nèi)液面不到76cm,則管頂處所受到的 壓強(qiáng)P=P大氣壓P汞柱。如果此時(shí)管頂被打破，根據(jù)連通器原 理，管內(nèi)水銀不但不會噴出，反而會下降至與管外水銀相平。引申三：如果實(shí)驗(yàn)時(shí)管內(nèi)不小心混進(jìn)了少許空氣，則P汞柱+P空氣柱=P大氣壓，即P汞柱vP大氣氐 故測量值小于 大氣壓的真實(shí)值。此時(shí)，由于密閉氣體壓強(qiáng)跟氣體體積成反比， 可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：a將玻璃管向上提一些（管還在水銀下），管內(nèi)外水銀高 度差將變大；b將玻璃管向下按一些，管內(nèi)外水銀面高度差將變??；c將玻璃管傾斜