托里拆利发现大气压
科普小知识2022-07-12 18:28:03
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17世纪以前,人们认为自然界没有真空,即所谓的“自然界讨厌真空”。对于能够抽水的泵来说,据信在活塞上升后,水应该立即充满活塞原来占据的空间,以防止形成真空。
17世纪中叶,意大利著名物理学家伽利略听到了一个奇怪的事实:水泵可以将水抽到10米高,无论如何改进水泵,它都不能将水抽到更高。他认为大自然对真空的恐惧是有限度的,这可以通过水柱的高度来衡量。很快他就死了。他的学生托里切利继续研究这个问题。
托里切利预测,由于水银的密度大约是水的14倍,如果用水银代替水,水银的上升高度应该是水的1/14。托里切利设计了一个水银柱来测试预期的方案。1643年,他的学生做了这个实验,结果证明他的期望是正确的。在托里切利试验中,玻璃管中水银表面上方有一个真空。可以看出自然界可能存在真空。管中的水银柱由大气压力支撑。托里切利试验不仅揭示了大气压力的存在,而且测量了大气压力的值。
托里切利实验的消息传到了法国,引起了科学家们的广泛兴趣。帕斯卡推断,如果水银柱是由大气压力支撑的,那么水银柱在较高的高度应该更短。1648年,他的朋友沿着圆顶山的山坡从山脚到山顶建立了许多观察站。每个站都装有托里切利气压计。结果表明,水银柱的高度随着高度的增加而减小,证明了帕斯卡的推导是正确的。
与此同时,德国科学家格里克也对大气压力进行了实验研究。他做了一个水的气压计。水可以涨到他房子的三楼。格里克认为水的上升是大气压力的影响。通过长期观察,他还发现水柱高度的变化与天气有关。1660年,他根据气压的突然下降预测了一场大风暴。