托里拆利实验

1、托里拆利实验、实验步骤1一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排出空气，用另一只手指紧紧堵 住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里，待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水 银液柱与水槽中水平液面的竖直高度差，约为 760mm 2逐渐倾斜玻璃管，发现管内水银柱的竖直高度不变。3继续倾斜玻璃管，当倾斜到一定程度，管内充满水银，说明管内确实没有空 气，而管外液面上受到的大气压强，正是大气压强支持着管内760mm高的汞柱,也就是大气压跟760mn高的汞柱产生的压强相等。4用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验（或同时做，把它们 并

2、列在一起对比），可以发现水银柱的竖直高度不变。说明大气压强与玻璃管的 粗细、长短无关。（控制变量法）5.将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭， 往管中注满红色水，用手指堵住另一端， 把玻璃管倒插在水中，松开手指。观察现象并提问学生：“如把顶端橡皮塞拔去， 在外部大气压强作用下，水柱会不会从管顶喷出？”然后演示验证，从而消除一 些片面认识，加深理解。6 通常人们把高760毫米的汞柱所产生的压强，作为 1个标准大气压，符号为1atm （atm为压强的非法定单位），1atm的值约为1.013 x 10A5Pa二、实验说明1. 不可以用其他液体代替水银，若用水代替，高度会达到10.336米，在普通实验室中不

3、现实，因而不可行；详细过程：已知 P 水银=13600kg/mA 3;水柱产生的压强与水银柱产生的压强相等即p水=p水银，p水gh水=卩水银gh水银h水=p水银/ p水x h水银=13600kg/立方米 /1000kg/mA3; x 0.76m=10.336m2. 若操作正确测量值小于真实值，则可能是管内有气体；若测量值大于真实值, 则可能是没有把管放竖直，且沿管的方向测量水银柱的高度。3. 实验结果（水银高度）与试管粗细无关三、实验注意点1、托里拆利实验时，若管内有少许空气，水银柱高度将改变，实验结果偏小 2、玻璃管倾斜，液柱变长，但垂直高度不变，对实验结果无影响3、玻璃管向上提或下压，液柱

4、不变，对实验结果无影响。4、水银槽中水银的多少对实验结果无影响。5、玻璃管的粗细对实验结果无影响。6不小心玻璃管顶部弄破，会出现什么现象？像喷泉一样喷出吗？答：水银全部退回水银槽直至与液面相平（形成连通器，前提是水银槽够高，否则槽内水银将会溢出）7、不小心弄破玻璃管侧面，会出现什么现象？答：小洞以上的水银柱向上移动置顶，小洞以下的水银柱全部退回水银槽直至与 液面相平。引申著名的托里拆利实验第一次准确的测出了大气压的值，该实验的过程是：首先将长约1m的玻璃管装满水银，然后倒插入水银槽中，水银 面将下降至76cm处（假定当时大气压为76cm汞柱）就不再下降， 此时管内水银面上方是真空。如图所示，P

5、a=P 大气压Pb= p 汞柱=汞 gh 汞由于Pa= Pb 所以 p大气压=p汞柱=汞 gh汞，通过此公式根据水银柱 的高度就可以计算出大气压的值。 假如在高山上做托里拆利实验，水 银柱会降低，说明高山上的气压比地面气压小。由于液体压强只跟液体密度和液柱高度有关，且P大气压保持不变，故可得出以下几点结论：a将玻璃管加粗（或变细），管内外水银面高度差不变；b将玻璃管向上提一些（管口还在水银面下），管内外水银面高度差 不变；c将玻璃管向下按一些（管内液面上方还有真空），管内外水银面高 度差不变；d将玻璃管倾斜（管内液面上方还有真空），管内外水银面高度差不 变，但是管内水银柱的长度变长。引申一：如

6、果将托里拆利实验装置改制成水银气压计，并把刻度标在玻璃管壁上，当管子倾斜时，由于水银柱长度变长，故读数会偏大。引申二：如果管顶距水银槽内液面不到76cm,贝憎顶处所受到的压强P=P大气压-P汞柱。如果此时管顶被打破，根据连通器原理，管内水 银不但不会喷出，反而会下降至与管外水银面相平。引申三：如果实验时管内不小心混进了少许空气，贝SP汞柱+P空气柱=P大气压， 即 P汞柱P大气压， 故测量值小于大气压的真实值。 此时，由于密闭气体压强跟气体体积成反比，可得出以下几点结论： a将玻璃管向上提一些（管口还在水银面下），管内外水银面高度差 将变大；b将玻璃管向下按一些，管内外水银面高度差将变小；c将玻璃管倾斜，因管