液体压强理论

1、在大气压强作用下的液体压强液体压强理论的新发现广西壮族自治区质量技术监督局：彭瑞良论文摘要：经过对固体压强、液体压强、气体压强进行系统分析后发现：在大气压强作用下的液体压强，等于由液体自身重力产生的压强、加上液体表面的大气压强之和。此液体压强理论推广：在大气压强作用下的固体表面压强，等于除大气以外的其它外力产生的压强、加上固体表面的大气压强之和。关键词：液体压强、理论、新发现当今世界是一个科技十分发达的时代，人类依靠科技进步也获得了飞速的发展；但人类由于受自然条件、技术水平、人的观念等因素的限制，自然界还有很多没有解开的秘密。液体压强，看似是一个很简单的问题，且人们普遍认为是己经完全被搞明白了

2、的物理现象。但经过对固体压强、液体压强、气体压强进行系统分析后，发现当代的在大气压作用下的液体压强理论是完全错误的。下面根据试验提出的新的液体压强理论，是液体压强理论的新发现。一、 液体压强的历史背景在现有的所有教科书中及人们的普遍认识中，都是有如下表述说明的在大气压作用下的液体压强理论。如（图一）是原有的液体压强理论的试验测定方法。一支两端都是开口的U形玻璃管，在U形玻璃管内灌入彩色液体，用一根导管将U形玻璃管的一个管口与被测液体相连；随着导管的一端在液体中的深度增加，U形玻璃管中外侧的液体顶面也随着增高。依据（图一）试验可以得到：液体的压强p,等于液体的密度、与重力与质量的比值g、与液体的

3、深度h的积。以上表述用公式表示为：p=gh。 在国际单位制中，压强（p）的单位：牛顿每平方米(N/)， 密度（）的单位：千克每立方米（kg/m3）, 重力与质量的比值（g）的单位: 牛顿/千克（N/kg），液体的深度（h）的单位：米(m)。从（图一）试验得到的液体压强p=gh所确定的对应关系，好似完全正确。但此试验却忽视了一个隐含的、但很大的因素：大气压强；所以由以上试验确定的在大气压作用下的液体压强p=gh的关系是完全错误的，由gh确定的压强值不是在大气压作用下的液体压强p的实际值。二、 大气压强的客观存在我们先对测定大气压强的方法进行一次回顾，（图二）为测定大气压强的试验（托里拆利实验）。

4、测定大气压强的试验（图二），在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用手指将管口堵住，然后将玻璃管倒立在装有水银的盆中，再放开堵住管口的手指，则管内的水银柱在重力作用下，向下流动，但管内水银柱顶面下降到一定高度后，不再下降，这时水银柱面的高度差约760mm，如果把管子倾斜，高度差也不发生改变。实验中，管内水银柱不再下降的现象就是大气压强产生的现象，玻璃管内水银柱顶面的上方是真空，管外水银面的上方是大气，由于大气压强产生的压力才使管内凸出的水银柱不再下降。由于液体中的同一高度各点各个方向的压强相等，因此，管外水银面的大气压强的大小就等于这段凸出的水银柱重力产生的压强大小。按照压强基本定义p=F/

5、S，其中：p表示压强，F表示受力面积S上受到的压力。取水银密度=13600kg/m3、重力与质量的比值g=9.8N/kg、水银柱高度h=0.76m，对以上大气压强试验进行计算，可得大气压强:p=F/S=(sh)g/s=gh=13600kg/m39.8N/kg0.76m=101292.8N/上面试验说明，大气压强客观存在、且是一个不小的值。三、液体压强的准确测定为了准确测定液体压强，需设计如（图三）所示的液体压强测定方法。 在（图三）的液体压强的测定试验中，需要一支长约1米2米、一端封闭的J形玻璃管，先将J形玻璃管放成水平、向管内灌入长约2米的水银柱，然后将J形玻璃管扶正立起；J形玻璃管立正后，

6、则管内的水银柱在重力作用下，向下流动，管内水银柱尾部顶面下降，当两水银柱顶面的高度差约760mm时，水银柱尾部顶面也不再下降。管内水银柱尾部上方是真空，管口水银柱顶面上方与大气相连，这时的两水银柱顶面差表示为大气压强。我们再把这支装有水银的J形玻璃管放入液体中，随着J形玻璃管在液体中的深度增加，两水银柱顶面的高度差也随着增加；两水银柱顶面的高度差值，即为J形玻璃管水银面与液体面接触处的液体压强大小。按照压强基本定义p=F/S，其中：p表示压强，F表示受力面积S上受到的压力。取水银密度=13600kg/m3、重力与质量的比值g=9.8N/kg、大气压强为P0=101292.8N/、水银柱高度h=

7、(0.76h)m，对J形玻璃管水银面与液体面接触处的液体压强进行计算，可得该处液体压强: p=F/S=p(sh)g/s=pgh=13600kg/m39.8N/kg（0.76h)m=101292.8N/133280 h N/= P0133280 h N/在（图三）实验中，J形玻璃管水银面与液体面接触处的液体压强值为两水银柱顶面的高度差h=(0.76h)m，此处液体压强是大气压强加上液体自身重力产生的压强之和。四、液体压强的正确理论从（图三）的试验可以得出：在大气压强作用下的液体压强，不仅与液体自身重力产生的压强有关，还与液体表面的大气压强有关。为了准确计算确定在大气压强作用下的液体压强，可设想如

8、（图四）计算模型，设p表示压强，F表示压力，液体顶面的大气压强为P0、液体的密度为、水平液面面积为S、某处液面与液体表面的高差为h，根据压强的基本定义p=F/S分析可得液体压强p为：p=F/S=（P0Shsg）/s=P0gh上式表示：在大气压强作用下的液体压强，是由液体自身重力产生的压强、加上液体表面的大气压强之和。通过上面的液体压强试验，真正揭开了大气压强作用下的液体压强的秘密：在大气压强作用下的液体深度h处的液体压强，等于由液体自身重力产生的压强（gh）、加上液体表面的大气压强（P0）之和。p=（hsg P0S）/s=ghP0由于我们生活在一个充满大气的空间，大气中的所有物体都承受着大气压强，每一个人都承受着约101292.8N/的大气压强产生的外力，但由于我们适用了这种环境，我们每个人却都感觉不到它的存在。由于人的感知错觉，前人由此建立了错误的大气作用下的液体压强理论。由于地球上的所有物体都在大气的包围之中，根据上面液体压强试验确定的压强理论，可以推广到固体表面的压强理论中：在大气压强作用下的固体表面的压强，等于除大气以外的其它外力产生的压强（F/S）、加上固体表面的大气压强（P0）之和。p=（FP0S）/s=