Question

19．閱讀探究：
世界上第一個測出大氣壓值的物理學(xué)家是意大利的托里拆利，他取一根長約為1米，一端封閉，一段開口的細長玻璃管．然后它將玻璃罐中注滿水銀，再將玻璃管倒插在水銀槽中，這時會發(fā)現(xiàn)管中水銀沒有全部到入水銀槽中．他就得出：管中水銀產(chǎn)生的壓強就等于外面的大氣壓強．這就是著名的托里拆利實驗．
（1）在此實驗中，若將玻璃管稍作傾斜，則管中水銀柱的高度將如何變化？
（2）在實驗中為什么要在玻璃管中住滿水銀？若有空氣混在里面對實驗結(jié)果有什么影響？
（3）若管內(nèi)外的水銀面的高度差為76cm，則此時的大氣壓的值為多少帕？

Answer 1

分析 （1）（2）在托里拆利實驗中，管的粗細、是否傾斜、槽中水銀面的高低等都不會影響測量的結(jié)果，而混入空氣也只會使測量結(jié)果偏�。�
（3）托里拆利實驗?zāi)軠y出大氣壓的值，是利用管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強，即p_大氣=p_水銀=ρ_水銀gh．

解答 解：（1）將將玻璃管稍作傾斜，因為大氣壓值不變，故不管水銀柱高度一時怎么改變，最終還是會回來原來的高度，即大氣壓能支持的水銀柱高度是不變的．
（2）滿水銀后，為了保證管內(nèi)是真空．管內(nèi)如果混入了空氣，空氣會產(chǎn)生一定的壓強，從而抵消掉一部分外界大氣壓，最終測量結(jié)果會偏�。�
（3）若管內(nèi)外的水銀面的高度差為76cm，此時的大氣壓的值p_大氣=p_水銀=ρ_水銀gh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m=1.01×10⁵Pa．
答：（1）在此實驗中，若將玻璃管稍作傾斜，則管中水銀柱的高度不變；
（2）在實驗中在玻璃管中住滿水銀為了保證管內(nèi)是真空．管內(nèi)如果混入了空氣，最終測量結(jié)果會偏�。�
（3）若管內(nèi)外的水銀面的高度差為76cm，則此時的大氣壓的值為1.01×10⁵Pa．

點評 托里拆利實驗中會產(chǎn)生諸多變化的情況，諸如：管的粗細、位置深淺、是否傾斜、槽中水銀面高低、是否混入氣泡等，哪些影響測量結(jié)果，哪些不影響測量結(jié)果我們應(yīng)該準確把握．