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大气压力的研究历史

发布时间:2012-07-10

  17世纪前,人们认为广世间万物之中除了火和空气以外均有各自 的重量”。那时的人们觉得大气是没有质适的,也没有压力。

  古希腊哲学家亚甩士多德认为/‘自然界伏恶真空”,用抽水机抽水 就是-个最好的例证。、根管子里而,物质被抽走以后,由于大自然厌 恶真空,水就跟丨:来了,水能够从低处流向髙处。伹是那些不得不杷水 从矿坑底部抽上来的矿工们却发现,无论付出多大的努力,花费多长的 时间,都不可能把水抽到离原来水面10米以上。10米以上,就不厌恶 臭空了吗?这是不能自圆其说的。

  这种现象,用业耿士多德的“自然界厌恶真空”的观点无法解释。 技师们只好去请教著名的实验大师伽利略。伽利略请他的学生托电拆 利来解决这个问题。

  托里拆利反复分析了抽水只能到达10米这一现象后认为,空气足 有重量的,有重量就会有枨力,而这个压力有定的大小,所以迫使水 所能达到的高度冇一个限度。同时,它还可以使密度不同的其他液体 上升到不同的高度。

  他想到水锒的密度是水的密度的13. 6倍,那么,在同样的压力条 件「,水银上升的高度应该是水的1/13』。于是,他把一支1米长、一 端封闭的玻璃管灌满水银,用〒対住丌口,倒过来放进水银槽甩,这时 候玻璃管里的水银由于重力就会逐渐往下流,他发现无论这个管子是 粗1是细,是艮、是短,是斜放还是直放,最后水银柱都停留在距离盘面 76厘米的地方,厘米正足10米的1/13. 6,实验结果和托里拆利的 预想完全相符。

  后来,托里拆利详细介绍了他实验的设计思想和方法。他指出亚 里士多德的关于“自然界厌恶真空”的说法毫无根据,液体匕升有一定 高度是因为大气压力作用的结果々

  法国的物理学家帕斯卡也很赞间托甩拆利的观点。他不仅重复了 托里拆利的实验,而&还用新的实验验证丫肖己的推论:既然大气压力 是因为空气重量产生的,那么,在海拔卨的地方,出于空气层较薄,气压 就应谈小一些,玻璃管屮的液柱应该短些。这个实验是他指导他的亲 戚在法画南部的多姆山进行的,帕斯卡的实验不仅又一次验证了大气 压的存在,而II还精确地汁箅出,在海平面以上,毎升高120米,水银柱 就降低1毫米。

  继帕斯卡后,在大气压力的研究上最艮有说服力的实验就是马德 堡半球实验了。

  〜54年5爿8 口,在德闻的马德堡市发生了 一件新闻:德围国王 和贵族们都赶来观看一个实验,主持这个实验的是这座城市的市长奥 托丨格利克,他是一位热心科学实验的科学家。

  格利克定做了两个直径约37廋米的空心铜半球,这两个半球做得 很精密,把两半对好合起来可以不漏气。格利克在一个半球上装匕了 一个活门,从这里可以接匕抽气筒,把球内的空气抽出来。把活门关 好,然厂〖在半球边上涂抹油脂加强密封,这样外面的空气不能进入球 内,可以保持球内为真空。

  格利克叫两名身强力壮的骑手从马棚里牵出两匹高头大马,把两 匹马分别拴在铜球两边的拉环上,然后-声令下,两名骑手同时甩响了 鞭子,让马朝相反的方冏拉球。可是两匹马累得满身大汗,铜球仍然安 好无恙。接着,又有两名骑7各自牵来马,用四匹马对拉锏球,还 是拉不开。这样不断地增加马匹…匹马4四马,10匹马……一直增 加到16匹马,拉呀,拉呀,终于“啪”一声&响,好傢放炮一样,16匹马终于把两个半球拉开广。

  是什么力量这么大?格利克换了一种实验方法:把活门打开,让外 而的空气进人球内。这时,只要用两只乎就能很容易地把两个半球拉 丌,不费什么力气。看来奥秘在十第一次的吋候把铜球里而的空气抽 空了,于是外面的空气就产生了足够与16匹马杭衡的力。

  这就是著名的碎德堡半球实验。它形象而有力地说明,大气是有 」卡:力的,而艮这个灰力还很大。