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一、玻璃片拖住一杯水
取一只杯口平整的玻璃杯，盛满清水，其杯口上覆以一玻璃片．勿使空气进入。左手压住玻璃片，有手拿着杯子，迅速将杯子转过身来，使杯口的玻璃片向下。然后移开左手，可观察到，玻璃片托住了一杯水，并且连一滴水也不会从杯内流出来。 我们不妨作一下定量分析。假如玻璃杯口内径为6厘米，杯身高为10厘米，则一杯水的重力约为2．83牛，而玻璃片受到向上的大气压力约为292牛。可见，玻璃片受到向上的大气压力远大于杯内水与玻璃片的重力之和，因此，玻璃片完全有力的托住一杯水。 二、卡片纸能托半杯水 倘若将玻璃杯内水田去1／5。而在杯口盖上一张有弹性的卡片纸，左手按住纸，右手拿着杯子，迅速将杯子转过身，移去左手，竞可发现：卡片纸亦能托住半杯水呢。但是如果仍用玻璃片盖住倒去1／5水的玻璃杯的话，一转过杯身，水同玻璃片会一起掉下来。 只要仔细观察一下就会发现了：托着半杯水时的卡片纸中心略向下凸出，这表明玻璃杯内的空气体积膨胀了(水的重力迫使纸下凸而导致杯内空气膨胀)，根据玻意耳—马略特定律，杯内空气压强必定变小，这时卡片纸能托住 半杆水，必然满足，杯内空气压力P1,加上半杯水的重力W小于大气压力P2。 我们不妨来定量地分析一下： 设这个玻璃杯的高度为l，截面积为A，水的高度为h，杯内水的重力为W。若玻璃杯用玻璃片盖住，则作用在玻璃片的压强P2为大气压强，作用在水面上的压强为P1，P1亦为大气压强，因为作用在玻璃片上的向上压力为P2A．而作用在破璃片上的向下压力为W十P1A，由于P2A＜W十P1A。结果玻璃片和水一起掉下来。如果在固图1—35(b)中将卡片纸取代玻璃片，由于卡片纸会向下凸起，使杯子内水面上新的空气体积发生膨胀而扩大了ΔA ，而压强也从P1变到P1’。根据玻意耳—马略特定律可知： 由此可知，杯子内水面上部的空间部分的压强P1’将减小，这就使得作用在卡片纸上的向上压力P2A大干向下压力W十P1A。由于水的重力W较小，所以大气压强P2通过卡片纸托住了半杯水。 我们也可进行估算一下，若杯口内径为6厘米，杯高为10厘米，杯内水高为8厘米，则水重为2．26牛，还假定因卡片纸下凸，造成杯内空气体积膨胀仅为2％，那末卡片纸下面的大气压对卡片纸产生的净向上压力约为5．84牛。这压力差足以托住半杯水的重量。 (责任编辑：admin) |