Question

15．大气压的测量-托里拆利实验

（1）阅读如图为什么水银柱产生的压强等于大气压：玻璃管上方是真空，如果不用水银而换用水，利用你身边的器材能测大气压吗？不能，理由水的密度小，需要的玻璃管长，不便于操作；
（2）如图我们把支持760mm高的水银柱的压强叫做1标准大气压，即1标准大气压=760mm=1.013×10⁵Pa，大气压随高度的增加而降低，在海拔2000m内，大约每升高10m大气压减小100Pa；
（3）测量大气压的仪器叫气压计，其中水银气压计比较准确，金属盒气压计携带方便．

Answer 1

分析 （1））意大利著名的科学家托里拆利首先利用实验测定了一个标准大气压能够支持760mm高的水银柱，然后根据公式p=ρgh计算出一个标准大气压强的数值；
大气压和高度有关，越高的位置大气压的值越小；支持的水柱高度可以根据液体压强的计算公式P=ρ_液gh计算得出；
（2）1标准大气压是通过托里拆利实验测量出来的，在实验过程中，管内外水银面的竖直方向上高度差为76cm；大气压随着高度的增加而降低；
（3）大气压可以用专用的仪器来进行测量，常用的有根据托里拆利原理制成的水银气压计和使用更加方便的空盒气压计．

解答 解：（1）由于玻璃管上方为真空，水银柱上方没有物质产生压强，则水银柱产生的压强等于外部的大气压强；利用水银做实验是因为水银的密度大，需要的玻璃管长度小，便于操作；意大利著名的科学家托里拆利利用实验测定了一个标准大气压能够支持760mm高的水银柱，一个标准大气压支持的水银柱的高度h=760mm=0.76m
一个标准大气压的数值为
p=ρgh=13.6×10³kg/m³×9.8N/kg×0.76m=1.013×10⁵Pa；
如果不用水银而用水做实验，则水柱高度为h=$\frac{P}{ρg}$=$\frac{1.013×1{0}^{5}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=10.13m，则需要10m多长的玻璃管，不便操作；
（2）我们把支持760mm高的水银柱产生的压强为1标准大气压，即1标准大气压=760mm=1.013×10⁵Pa；大气压随高度增加而减小，是因为离地面越高，空气越稀薄，大气压越小．在海拔2000m以内，每升高10m，大气压减小100Pa；
（3）测大气压强的仪器有根据托里拆利实验的原理制成的水银气压计；还有借助一个具有弹性的空盒来测量大气压大小的空盒气压计，也叫无液气压计．
故答案为：（1）玻璃管上方是真空；不能；水的密度小，需要的玻璃管长，不便于操作；
（2）760mm；760mm；1.013×10⁵；降低；10m；100Pa；
（3）气压计；水银；金属盒．

点评 此题主要考查的是大气压强的测量--托里拆利实验和计算大气压强的数值，以及与高度的关系，属于识记性内容，比较简单．