【原】细说托里拆利实验

大气压强的大小我们可以用托里拆利实验进行测量。1643年6月20日，意大利科学家托里拆利首先进行了这个实验，故名托里拆利实验。

一、实验方法

1、准备一根1m左右长的玻璃管，一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排除空气。

2、用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里。

3、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外水银液面的高度差约为760mm左右时，它就停止下降，读出水银柱的竖直高度h，利用公式p=ρ_水银gh计算出大气压强的大小。

4、逐渐倾斜玻璃管，发现管内水银柱的竖直高度不变。

实验视频：

二、实验说明

托里拆利实验计算出的实际是水银柱的液体压强，为什么这个液体压强等于大气压强呢？

当我们将堵住玻璃管口的手指移开时，玻璃管中的水银柱在重力作用下，要向下流出玻璃管；而水银槽中的水银与外界大气接触，在大气压的作用下，要流入玻璃管。水银到底如何流动，取决于水银柱向下的压强（下图中的p_水银）与大气压强（下图中的p_大气）的大小关系。

在实际进行实验时发现，刚移开堵住玻璃管口的手指时，玻璃管中的水银会向下流出，说明这时水银柱的压强大于大气压强（p_水银>p_大气），随着管中水银柱的高度逐渐降低，水银柱的压强会逐渐变小，当水银柱压强等于大气压强（p_水银=p_大气）时，水银柱就会停止流动。所以利用液体压强公式p_水银=ρ_水银gh计算出此时水银柱的压强就得到了大气压强。

在这里大家要注意的是，测量水银柱的高度h，是水银槽上液面到水银柱上液面之间的高度差。

三、实验相关问题

1、使用粗玻璃管和细玻璃管做实验，对实验结果无影响。

2、将玻璃管倾斜一些（管顶部仍有真空部分），管中水银柱的高度不变，水银柱的长度增加。

3、将玻璃管上提（或下按）一些，管中水银柱的高度不变。

4、向水银槽中再倒入（或取出）一些水银，管中水银柱的高度不变。

5、如果玻璃管中进入了一些空气，水银柱的高度会比正常时小，测得的大气压值比真实值偏小。

右图中，管内空气对水银柱有一个向下的压强p_内气。

6、根据实验原理我们可以知道，只要是液体就可以进行托里拆利实验，那为什么用水银来做实验，而不是用生活中常见的水来做实验呢？

原来，水的密度比水银小得多，如果用水做实验的话，大气压能支持很高的水柱，需要使用很长的玻璃管才能完成实验，非常不方便。

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