方法五
器器材: 玻璃杯、 硬纸片(略大于杯口即可)。
方法: ①在杯里注满清水,杯口用纸片盖住,用手按住纸片,把杯子侧转或倒过来,松开手,纸片不掉下来,杯里的水也不流出来[图4-35(1)、(2)]。
这是因为大气压力来自四面八方,并且大于杯中水的重量,所以,纸片被压在杯口上而不至于掉下来。
②在杯里放半杯水,杯口用纸片盖住,用手按住纸片,把杯倒过来,纸片照样不会掉下来[图4-35(3)]。这也是大气压力的作用。
注意事项:
①选用的玻璃杯的杯口要平整光滑,能和纸
片密合而不漏气,否则纸片容易掉下来。
②最好用浸湿的硬纸片。湿的纸片容易与杯口密合。
③如果用玻璃片演示,应尽量选用薄玻璃,以减轻自重,杯口要平整光滑,演示时,玻璃片必须在水平方向上,以免向一方滑去,水流出杯外。
注: 下面着重分析一下实验中使用半杯水时纸片不会掉下的原因。
把纸片盖在盛有半杯水的杯口上,当杯子倒过来的时候,杯里的水除了受到杯子外面向上的大气压,还受到杯子里的空气向下的压强,杯内的水柱和纸片会因本身的重量而下落,水柱下落后,杯内空气的体积增大,气压就要减小。水柱继续下落,杯内空气体积继续增大,气压继续减少,直到杯内的空气压力与水柱、纸片重量之和等于大气压力时,纸片就不会落下来。
那么水柱下落时水会不会从杯口与纸片间流出呢?下面再作进一步的讨论。
一个大气压力约等于 10米高水柱的压力,假定杯内空气体积增加了百分之一(这是不易察觉的),杯内的气压就会比原来近似减少百分之一,也就是近似减少了10厘米高水柱的压力。杯子里水柱一段不超过10厘米, 这样水柱只下落百分之一,就足以使大气压托住纸片了,水柱下落这样短的距高,由于大气压力与水表面张力的双重作用,水是不会从杯口间流出的。
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