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氣壓趣味實驗

2008-04-12 00:00:00徐雙華
發明與創新·中學生 2008年10期

大氣壓廣泛存在于我們的身邊,生活中有好多事例與大氣壓有關,或者說是在大氣壓的幫助下完成了任務。在我們的實驗中,也有很多驗證或應用大氣壓的例子,這里介紹幾種較復雜一點的有關大氣壓的實驗。

一、不讓罐底小孔噴水法

方法:取一只空的易拉罐,在靠近底部的側壁上對稱地鉆上兩個小孔。然后在罐內注滿清水。我們立即會發現,在易拉罐底部噴射出兩股細流,這時,如果用手掌緊緊蓋住罐頂,使其不漏氣,就可觀察到:盡管罐內水位仍然很高,但小孔卻不再噴水了。

我們還可以做這樣的實驗,讓小孔也不流水:在地面墊上一塊海綿(以防罐摔壞),在2米高處,釋放水罐,使其自由下落,同樣可觀察到,盡管罐內水位很高,但小孔不再噴水了。

原理:小孔怎么會不噴水了呢?原來,易拉罐內的水受地球引力產生重力,從而在罐內產生靜壓強,小孔周圍壓強大小與罐內水位高低成正比,水位越高,小孔噴射越急。隨著水的噴射,罐內空氣增加。當用手掌蓋住進氣口時,如果小孔繼續噴射,必然使罐內空間增大,壓強變小,使罐內氣壓小于外界大氣壓。因此,小孔處的水流被罐外大氣壓頂住,就再也噴不出來了。當易拉罐作自由落體運動時,罐內的水處于失重狀態,水對罐壁的靜壓強變為零,所以兩個小孔也停止噴射了。

二、蘿卜提起碟子法

方法:取新鮮蘿卜一只,用刀一分為二切開(要求切面整齊、平滑)。

把半只蘿卜掏空成碗狀,然后倒扣在碟子上。靜置一段時間后,拿起蘿卜,此時,碟子就被一齊提了起來。

原理:這里運用了生物學和大氣壓原理。蘿卜的細胞里含有大量的水分,當被切開一段時間后,細胞會失水,蘿卜就產生萎蔫現象,表現為“蘿卜碗”的壁收縮變薄,空腔體積變大。又由于掏空成碗狀的半只蘿卜倒扣在碟子上,其內部空間氣壓等于大氣壓強,當蘿卜失水收縮變薄,空腔體積變大時,密閉空腔里的氣壓就會下降,小于大氣壓強,這時,“蘿卜碗”和碟子就被外部大氣壓強緊緊地壓在一起。拿起蘿卜時,碟子就不會掉下來,而是被一齊提了起來。

三、雞蛋進出瓶子法

1.不能用手和其他工具幫忙,把塞進瓶子的去殼熟雞蛋取出來。

方法:把瓶子倒過來,瓶口向下,讓瓶子里的雞蛋正好堵在瓶口上。此時用嘴罩住瓶口使勁往里吹氣,然后迅速離開瓶口,就會發現瓶子里的雞蛋就像母雞下蛋一樣被擠了出來。

原理:往瓶子里吹氣,就是向瓶子里增大氣體的壓強,當瓶子里面的壓強大于外界壓強時,雞蛋就被壓了出來。但是這里要注意的是,瓶口要保持向下,這樣,雞蛋還相當于一個單向閥門,氣只能吹進去,但是不會漏出來,這就保證了瓶內可以積蓄較大的壓強來完成任務。

2.在都不破損的情況下,把一個煮熟的去殼雞蛋放進一只瓶口比雞蛋小一些的玻璃瓶里。

方法:將熟雞蛋去殼備用。玻璃瓶瓶口朝上擺放。點燃一張小紙片扔進瓶子,當小紙片還在瓶中燃燒的時候,將熟雞蛋放在瓶口上。片刻,雞蛋就被瓶子吞入“腹中”。

原理:紙片在瓶中燃燒的時候加熱了瓶子里的空氣,氣體膨脹,就有一部分跑到了瓶子外面。放在瓶口上的雞蛋將瓶口堵住后,瓶中本來就所剩不多的氧氣馬上被燃燒的火焰耗盡。沒有火焰的加熱,瓶中氣體迅速冷卻、收縮,產生負壓。由于外部大氣壓強比瓶內氣體壓強大,雞蛋實質上是被大氣壓“壓”進瓶子里了。

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