托里拆利實驗原理是什么
托里拆利實驗原理是什么
托里拆利實驗器(J2116型),水銀,1米以上的長玻璃管(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)行了這個實驗,故名托里拆利實驗。
這個實驗測出了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,托里拆利測出的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.013×10^5Pa,于是,人們后來就把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,高度會達(dá)到10.336米,在普通實驗室中不現(xiàn)實,因而不可行;
詳細(xì)過程: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、若操作正確測量值小于真實值,則可能是管內(nèi)有氣體;若測量值大于真實值,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。
托里拆利實驗的原理
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口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水銀的槽里,待開口端全部浸入水銀槽內(nèi)時放開手指,將管子豎直固定,當(dāng)管內(nèi)水銀液面停止下降時,讀出此時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,說明管內(nèi)確實沒有空氣百科,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短不同的玻璃管重做這個實驗(或同時做,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。
6、通常人們把高760毫米的汞柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng),作為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,符號為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:
其實在托里拆利最終確定選用水銀作為實驗材料之前,他也曾嘗試過很多不同的實驗材料,諸如海水、蜂蜜等。只不過水銀的密度**,實驗才更容易取得成功。
托里拆利將一根長度為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,放開手指后,可見管內(nèi)部頂上的水銀已下落,留出空間來了,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是真空,托里拆利又改進(jìn)了實驗。
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,管中的水銀便很快地瀉出來了,同時水猛然向上竄管中,直至管頂。由此可見,原先管內(nèi)水銀柱以上部分確實是空無所有的空間,即真空。
不僅如此,托里拆利在實驗中還發(fā)現(xiàn)不管玻璃管長度如何,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測量大氣壓,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。
托里拆利實驗的原理詳解
1簡單理解:玻璃管內(nèi)沒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.托里拆利實驗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),測得大氣壓的值會偏小。