浅谈气压计知识百科

  仪器仪表网 ·  2013-07-12 23:18  ·  44546 次点击
压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量。在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaisepascal而命名的),即牛顿/平方米。
根据托里拆利(EvangelistaTorricelli,1608~1647)的实验原理而制成,用以测量大气压强的仪器。气压计的种类有水银气压计及无液气压计。其用途是:可预测天气的变化,气压高时天气晴朗;气压降低时,将有风雨天气出现。可测高度。每升高12米,水银柱即降低大约1毫米,因此可测山的高度及飞机在空中飞行时的高度。
伽利略一生有诸多发明和发现,但“智者千虑,必有一失”。他认为水泵之所以能够抽水,是因为如果水不跟着活塞升起来,就会形成真空,而自然是不能允许真空存在的,因此水就被抽吸上来。这实质上是沿袭了古希腊亚里士多德关于“自然厌恶真空”的错误观念。按照这种说法,水泵能够把水抽到任意高度,但事实上水至多可以抽升到离水面大约10米左右。伽利略认为自然对真空的厌恶有一定限度,但这个限度有多大?为什么会有限度?伽利略至死都没有回答出来。
托里拆利对这个问题进行了长时间的研究,最后毅然否定了“自然厌恶真空”这一毫无根据的臆断。他从力学视角出发,设想空气有一定的重量,并认为10米水柱重量产生的压强应当与大气压强相平衡,这是与中世纪流行的亚里士多德关于空气是没有重量的观点背道而驰的。
1643年,35岁的托里拆利做了一个着名的实验。他在长约1米、一端封闭的玻璃管(后称托里拆利管)内,装满密度为水的13。5倍的水银汞,用手指封住管口而将管倒立于水银槽内,然后放开手指,则原来达到管顶的水银柱将下降到高于槽中水银面760毫米左右处,以与管外大气压强的作用相平衡。管的上端这一部分空间,除极稀薄的水银蒸气外,可看到真空。这是人类最早用人工方法获得的真空,曾轰动一时,至今人们还把它叫做托里拆利真空。
托里拆利还发现管中水银柱的高度会因地面的高度、阴晴及气温的变化而变化,由此得出大气压强会随高度、阴晴及气温的变化而变化的结论。根据这个原理,他发明了水银气压器,可以直接用水银柱的高度表示气压的大小。现在,人们把相当于1毫米水银柱的压强叫做1个托里拆利,以纪念他的伟大贡献。
托里拆利对流体也做过研究。他在1644年发表的《几何学着作集》中,提出托里拆利定理,即装在容器中的液体,当从容器下部小孔流出来时,如果液体没有粘性,那么流速,其中g为重力加速度,h为孔距液面高度,也就是流速等于质点从h高处自由落下时的速度,因为自由落体的速度,高度。
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