在这篇文章中,您将看到托里拆利实验的解释。您将了解托里拆利的实验内容以及从该实验室测试中可以得出的结论。
托里拆利的实验是什么?
托里拆利实验是物理学家埃万杰利斯塔·托里拆利 (Evangelista Torricelli) 在 1643 年进行的一项实验。托里拆利的实验包括使用汞管测量大气压力。
更准确地说,托里拆利将一根1m长的管子完全装满了水银,管子的一端是封闭的。
然后他将管子倒置在一个装满水银的开口容器上。因此,管子的封闭端在容器外部,开口端在容器内部。
理论上,通过倒置管子,所有液体都应该倒入大容器中。但令人惊讶的是,管子并没有排空,但水银柱只下降了几厘米。水银柱的最终高度为 0.76 m,即 760 mm。
这种现象是由于大气压力,即空气施加的压力造成的。空气对水银表面施加的压力大于水银对空气施加的压力,因此与空气接触的水银无法升得更高。因此,管内的水银柱也无法再向下移动。
根据这一经验,毫米汞柱被采用作为新的压力单位,因为已经证明压力可以用汞柱来测量。所以大气压相当于 760 毫米汞柱 (760 mmHg)。
后来,帕斯卡在山的不同高度重复了完全相同的实验,发现托里拆利的实验结果根据测试的高度而变化。这意味着大气压力还取决于海拔:海拔越高,空气施加的压力越低。
托里拆利实验的结论
从托里切利的实验中可以得出以下结论:
- 首先,证明大气压力的存在。换句话说,托里拆利的实验表明,空气会对所有物体施加压力,即使压力非常微弱。
- 托里拆利实验的第二个结论是大气压力的值,估计为760毫米汞柱(约101325帕)。
- 根据托里拆利的经验,建立了一种新的压力测量方法:毫米汞柱。一毫米汞柱等于 133.322 Pa。
- 托里拆利实验中水银柱的高度取决于进行测试的高度。因此,大气压力根据海拔高度而变化。
- 托里拆利的实验教导了如何产生真空,因为当水银高度下降时,封闭管内产生的空间中什么也没有,也就是说,它是空的。