题目内容

【题目】在德国马德堡市的广场上,1654年曾经做过一个著名的马德堡半球实验,如图1所示,把两个半径约20cm的铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队向相反的方向拉两个半球.

(1)总共用了16匹马把两个半球拉开,则平均一对(左右各一匹)马产生的拉力是多少?(大气压的值约为105Pa,计算时把半球看成一个圆盘)
(2)某实验室供教学用的半球,在正常气压下抽成真空后,只需四个人便可拉开.其原因是
(3)如图2是同学们用高压锅模拟马德堡半球实验,如果他们没有抽气机,应怎样将高压锅里的空气尽量排除呢?请说出你的办法

【答案】
(1)12560
(2)半球表面积较小(或半径小、或体积较小),产生的大气压力小
(3)往高压锅里放少量的水加热至沸腾赶走里面的空气,然后盖严锅盖,让其冷却
【解析】解:(1)大气压产生的压力:
F=pS=105Pa×3.14×(0.2m)2=12560N,
一匹马产生的拉力:=1570N;
F′=F=1570N;
(2)实验室供教学用的半球表面积要比马德堡半球实验中的半球小的多,
根据F=pS可知,大气压强相同时,产生的大气压力小.
所以答案是:半球表面积较小(或半径小、或体积较小),产生的大气压力小.
(3)在高压锅中放少量的水,盖上锅盖,加热至沸腾,让水蒸气将空气赶出高压锅,此时将限压阀罩上,然后向高压锅上泼冷水,使锅中的水蒸气遇冷液化,锅中就几乎没有空气了.
所以答案是:(1)平均一对(左右各一匹)马产生的拉力是1570N;
(2)半球表面积较小(或半径小、或体积较小),产生的大气压力小;
(3)往高压锅里放少量的水加热至沸腾赶走里面的空气,然后盖严锅盖,让其冷却.

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