Question

12．用托里拆利裝置測量大氣壓強值的實驗如圖所示：
（1）此時的大氣壓強等于750mm高水銀柱所產(chǎn)生的壓強．
（2）若實驗中的液體改為水，則當(dāng)時的大氣壓強可以支持10.2m高的水柱 （ρ_水銀=13.6×10 ³kg/m³）．
（3）若把該裝置移上屋頂，則水銀柱的高度會變�。ㄟx填大或小）．
（4）若屋頂?shù)拿娣e是45m²，大氣壓強約為1×10⁵pa，大氣壓對屋頂?shù)膲毫τ?.5×10⁶N．

Answer 1

分析 （1）在托里拆利實驗中，玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差反映了大氣壓強的大��；
（2）玻璃管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強，p_大氣=p_水銀=ρ_水銀gh．
（3）氣壓跟海拔有關(guān)，海拔越高，氣壓越低．
（4）根據(jù)F=PS算出大氣壓對屋頂?shù)膲毫Γ?/p>

解答 解：（1）讀圖可知，玻璃管內(nèi)水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度為750mm，因此，當(dāng)時的大氣壓強等于750mm高水銀柱產(chǎn)生的壓強；
（2）玻璃管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強也等于玻璃管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強即p_大氣=p_水銀=ρ_水銀gρ_水銀=ρ₀gh_水．
玻璃管中水的長度為h_水=$\frac{{ρ}_{水銀}{h}_{水銀}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{13.6×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×0.75m}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=10.2m；
（3）若把該裝置移上屋頂，由于氣壓跟高度有關(guān)，高度越高，氣壓越低，能支持的水銀柱高度也就變小；
（4）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$得，
大氣壓對屋頂?shù)膲毫Γ篎=pS=1×10⁵Pa×45m²=4.5×10⁶N．
故答案為：（1）750；（2）10.2；（3）��；（4）4.5×10⁶．

點評 托里拆利實驗?zāi)軠y出大氣壓的值，是利用管內(nèi)水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強，即p_大氣=p_水銀=ρ_水銀gρ_水銀=ρ₀gh_水．此問題的關(guān)鍵是要明確水銀柱的高度是指玻璃管內(nèi)水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度．