梅志堅
我們在游泳池潛水時,越下潛越能感覺到水對身體的壓力。這是水越深,壓強(qiáng)越大的原因,那么我們在大氣中的地面上,大氣有壓強(qiáng)嗎?答案是肯定的,那為什么我們身體似乎又感覺不到大氣的壓力呢?
接下來,就為大家揭曉吧!
首先,我們要明確,生活中的大氣是有壓強(qiáng)的,我們經(jīng)常稱它為大氣壓。大氣壓跟我們生活息息相關(guān)。我們了解了大氣壓,才能更方便生活、工作。
馬德堡半球(德語:Magdeburger Halbkugeln,英語:Magdeburg hemisphere),亦作馬格德堡半球。1654年,當(dāng)時的馬德堡市長奧托·馮·格里克于神圣羅馬帝國的雷根斯堡(今德國雷根斯堡)進(jìn)行的一項科學(xué)實驗,目的就是證明大氣壓的存在。
1654年5月8日,他們做成兩個半球,直徑14英寸,約37厘米,并請來一大隊人馬,在市郊做起“大型實驗”。那天,馬德堡市風(fēng)和日麗,一大批人圍在實驗場上。
格里克和助手當(dāng)眾把這個黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈,再把兩個半球殼灌滿水后合在一起,然后把水全部抽出,使球內(nèi)形成真空。最后,把氣嘴上的龍頭擰緊封閉。這時,周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起。
格里克一揮手,4個馬夫牽來8匹高頭大馬,在球的兩邊各拴4匹。格里克一聲令下,4個馬夫揚(yáng)鞭催馬、背道而拉!好像在“拔河”似的??墒遣还荞R夫怎么努力揚(yáng)鞭催馬,都拉不開兩半球。只好讓馬夫休息調(diào)整下。
人們議論紛紛,更加熱鬧了,認(rèn)為需要增大馬力,最后增加到了16匹馬、8個馬夫。在16匹馬的拉力下,終于聽到了“啪”的一聲巨響,把兩個半球拉開了。于是格里克舉起這兩個重重的半球自豪地向大家高聲宣告:
“大氣壓是有的,而且大氣壓強(qiáng)是大得這么厲害!這么驚人!……”
實驗結(jié)束后,仍有人不理解為什么這球那么難拉開,他自豪而詳盡地解釋道:“平時,我們將兩個半球緊密合攏,無須用力,就會分開。這是因為球內(nèi)球外都有大氣壓力的作用,相互抵消平衡了,好像沒有大氣作用似的。今天,我把它抽成真空后,球內(nèi)沒有向外的大氣壓力了,只有球外大氣緊緊地壓住這兩個半球……”
抽氣前,半球的外部壓力等于其內(nèi)部壓力,等于大氣壓。但抽氣后,半球外部壓力大于其內(nèi)部壓力,并且半球內(nèi)部為真空。就好像大氣壓“壓”住了兩個半球。所以這兩個半球必須用較大的力才能拉開。
通過這次“大型實驗”,人們終于相信有真空,有大氣。大氣有壓力并且很驚人,但是,為了這次實驗,格里克竟花費(fèi)了4000英鎊。
人類依賴大氣生活,大氣壓強(qiáng)自然無處不在。人們在平時生活中,少不了大氣壓的作用。在我們煮水時,水燒到一定溫度時,就會沸騰起來?,F(xiàn)在人們知道,水的沸點(diǎn),還與大氣壓有關(guān),周圍大氣壓變低時,水的沸點(diǎn)也會變低。所以,當(dāng)我們在高山上空氣稀薄、大氣壓低的地方時,用普通的鍋煮飯就難煮熟了,因為大氣壓低,水的沸點(diǎn)低。遇到這種情況,有經(jīng)驗的人們,就會利用高壓鍋來解決這問題。
那么大氣壓是怎么定義它的大小的呢?一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,等于760mm的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。即 ρ水銀×9.8N/kg×760mm=大氣壓(1.013×105Pa),所以大氣壓強(qiáng)的常數(shù)是1.01×105Pa。有時我們只需粗略計算,則大氣壓強(qiáng)可取1.0×105Pa。
當(dāng)然,在計算大氣壓時,可以用固體壓強(qiáng)計算,也可以用液體壓強(qiáng)計算。在分析固體受大氣壓強(qiáng)的大小時,可用P=F/S的公式計算。
通過以上內(nèi)容,相信大家對大氣壓有了一定的了解。平時我們生活在大氣中,體內(nèi)外大氣壓強(qiáng)一樣大小,故我們平時感覺不到有大氣壓壓我們的身體。但在環(huán)境發(fā)生變化時,我們是可以察覺大氣壓的變化的,如潛水時,我們身體內(nèi)外所受壓強(qiáng)發(fā)生變化時,就能感受到了。又或是航天員,在太空時,會穿特制的宇航服等,這都跟氣壓有關(guān)。
有關(guān)大氣壓強(qiáng)的知識還有很多,需要大家不斷學(xué)習(xí),不斷探索!
準(zhǔn)備一個空的礦泉水瓶子,一個杯子,一支小吸管,一把電烙鐵和一把熱熔槍。在離空礦泉水瓶底部3厘米處,用電烙鐵燙個小口,插入準(zhǔn)備好的小吸管,再用熱熔槍把小吸管固定在瓶子上。待小吸管固定好后,往瓶子里裝水,比較一下蓋上蓋子與不蓋蓋子的現(xiàn)象。蓋住蓋子,水不會從瓶子流出。當(dāng)瓶子不蓋蓋子,水會從小吸管流出來。
在實驗1的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)備與實驗1相同的材料,但在瓶子底部固定好小吸管后,再在離瓶子口5厘米左右的位置,用電烙鐵開個小圓孔。往瓶子里裝水,蓋好蓋子,就可以通過手指按壓小圓孔來控制水流的通斷了(按住小圓孔水流會停止,松開手指水會繼續(xù)流出)。