科學小實驗:教你用吸塵器測量空氣的重量
發布時間:2021-04-28
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科學小實驗:教你用吸塵器測量空氣的重量
教你用吸塵器測量空氣的重量

空氣真的很輕嗎?這麽(me) 想的話你就錯了。事實上,由於(yu) 大氣壓的作用,我們(men) 的身體(ti) 長期承受著相當於(yu) 上萬(wan) 公斤重的空氣,盡管我們(men) 可能意識不到。

例如,當大氣壓值為(wei) 1013百帕(標準大氣條件下海平麵的氣壓值)時,地麵上每平方米承受的空氣重量達10噸,即我們(men) 上方高達100公裏的氣柱的重量。

那麽(me) ,我們(men) 在這樣的環境中如何生存呢?為(wei) 什麽(me) 沒有被壓扁呢?

原因很簡單,因為(wei) 空氣無處不在,甚至存在於(yu) 我們(men) 的體(ti) 內(nei) ,所以任何一點來自某方向的壓力都會(hui) 被反方向的壓力所抵消(反作用力)。這就使得各個(ge) 方向的壓力得以平衡,生活在空氣之中的我們(men) 自然也就察覺不到了。

這樣的解釋還無法讓你信服嗎?那麽(me) ,就拿起你的吸塵器,按照我們(men) 的方法做一個(ge) 小實驗吧。你會(hui) 發現空氣不但有重量,而且還不輕呢。

 

所需器材

教你用吸塵器測量空氣的重量
  1. 透明的塑料袋,

  2. 最好是收藏衣物的真空塑料袋。

  3. 吸塵器

  4. 體(ti) 重秤

  5. 木製或塑料砧板

 

1

教你用吸塵器測量空氣的重量

把砧板平放入塑料袋裏。

 

2

教你用吸塵器測量空氣的重量

把體(ti) 重秤也放入塑料袋,置於(yu) 砧板之上,將塑料袋慢慢封上。

 

3

教你用吸塵器測量空氣的重量

將吸塵器吸頭插入塑料袋,置於(yu) 砧板和秤之間,保持它的位置,並用透明膠將塑料袋四周封住。

 

4

教你用吸塵器測量空氣的重量

將塑料袋嚴(yan) 實地封好後,調整體(ti) 重秤,確保其起始數值為(wei) “0”,隨後打開吸塵器,抽出塑料袋中的空氣,使其達到真空狀態。

 

5

教你用吸塵器測量空氣的重量

在外部空氣壓力的作用下,體(ti) 重秤將顯示出它的最大數值(此處為(wei) 135.1公斤)。而實際上,位於(yu) 體(ti) 重秤上方的氣柱的重量要遠遠超過這一數值(請參閱“實驗原理”)。

 

實驗原理

實驗開始時,體(ti) 重秤讀數顯示為(wei) “0”,這是因為(wei) 秤上方的空氣壓力和秤下方的空氣壓力相互抵消。

當吸塵器開始工作後,塑料袋中的空氣被吸出,袋內(nei) 空氣產(chan) 生的反作用力開始減小,於(yu) 是秤開始顯示重量。要想測量秤上方整個(ge) 氣柱的準確壓強,必須十分嚴(yan) 格地將塑料袋內(nei) 的空氣全部吸出,使用普通的吸塵器是無法做到這一點的。

也就是說,塑料袋內(nei) 仍有殘留空氣,這也就抵消了一部分外部的大氣壓力。如果有一個(ge) 功率更強的泵,秤麵可能顯示出1噸的重量。不過如果發生這種情況,秤大概早就被壓扁了……


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