公元前300多年,西方的全能大拿亚里士多德为了解释抽水现象,曾说了一句“名言”———自然界厌恶真空。

▲八年级物理课本关于大气压的课程
这句话的意思是:大自然是不会让真空存在的,一旦出现真空就让水来填补,于是,水就被抽上去了。真空出现在哪里,水就跟到哪里。
但事实真的是这样吗?
后来人们注意到另一个现象:用来输送水的虹吸管,当它们跨越高10米以上的山坡时,水就输送不上去;在超过10米深的矿井里,水泵怎么也抽不上水来。大自然为什么只能填补10米以下的真空,而不能填补11米、12米以上的真空呢?显然并不是所有情况下,都如亚里士多德所说:大自然厌恶真空。那么到底为什么会出现这种情况呢?

▲虹吸管中h1的高度最大不超过10米
再后来,到了15世纪,伽利略注意到空气是有重量的,他的学生托里拆利(1608~1647年)于是从这一事实出发,把真空问题的研究推进了一大步。托里拆利认为,既然空气有重量就会产生压力。正是空气的压力把水往上压,压到10米高时,水柱的重量正好等于作用在它上面的空气压力,水就再也压不上去了。托里拆利说:“我们是浸沉在空气海洋的底部中生活,毫无疑问,根据实验可知空气是有重量的。”
为了证实他的观点,托里拆利用水银代替水来做试验。水银的流动性与水差不多,但由于它的比重是水的13.6倍,原先要用10米高水柱显示的结果,现在只要用不到1米高的水银柱就行了。他制作了一根1米长的玻璃管,一端封闭,一端开口。先将水银灌满玻璃管,然后堵住开口的一端,再将管子倒过来放进一只盛满水银的瓷槽里。当放开口时,管里的水银很快下降,当水银降到距槽里的水银面76厘米高时,就不再降低。换算一下就可得出,76厘米高水银柱产生的压强正好等于10米水柱的压强。这个实验形象地显示了由大气压力所产生的压强恰好等于76厘米高的水银柱的压强。这就是著名的托里拆利实验。

▲托里拆利实验
大气压力有多大?
关于这个问题,最形象的实验就是著名的“马德堡半球实验”。
1654年,马德堡市长奥托·冯·格里克听到托里拆利的事,又听说还有许多人不相信大气压强;还听到有少数人在嘲笑托里拆利。因此他很为托里拆利抱不平。
有一天,他和助手做成两个半球,并请来一大队人马,在市郊做起“大型实验”。他们当众把两个黄铜的半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出,使球内形成真空。这时,周围的大气把两个半球紧紧地压在一起。
市长一挥手,四个马夫牵来8匹高头大马,在球的两边各拴四匹,扬鞭而拉,然而铜球仍是原封不动。第二次,换上16匹大马,八个马夫在大声吆喊,挥鞭催马。突然,“啪!”的一声巨响,铜球分开成原来的两半。格里克市长自豪地向大家高声宣告:“先生们!女士们!市民们!你们该相信了吧!大气压是有的,大气压强是大得这样厉害!这么惊人!”

▲著名的马德堡半球实验
其实在我们的生活当中能证明大气压存在的现象还有很多:

▲最常见就是厨房里的吸盘

▲钢笔吸墨水

▲注射器在抽取药液的时候也是大气压在起作用哦

▲水杯装满水盖上一张纸倒过来,水不会流下来

▲老编我最近肠胃不太好,所以经常会用到的皮搋子。。。不过可能很多小伙伴不太会用,这玩意是要往外吸的,不是往里怼的哦



▲在农村比较常见的活塞式抽水机
说到活塞式抽水机,它在我们的生产生活中曾一度发挥着巨大的作用。直到现在南方的一些农村地区仍会见到,在人教版八年级下册物理教科书中大气压强的一节也有出现。但是对于北方和城市里的同学,这个可能就不那么常见了。下面各位同学就请跟随我来到我们的幻境教室,一起通过我们的AR智能课桌来深入研究一下活塞式抽水机吧!
其实,大自然并不是绝对的厌恶真空状态,特殊情况下是可以出现真空的。但是更重要的是,我们应该搞懂大气压强的原理,更好的利用大气压。


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