曾有人做过这样的一个实验,一块两百公斤重的巨石从高空抛下仅仅能够将油罐车表面砸出一个小坑,而将油罐车内的空气抽走之后,大气压却能够在瞬间把油罐车压扁,为什么大气压的威力如此之大?生活中还有哪些利用大气压的例子?为什么人在大气压下不会像油罐车一样被压扁?
图 1被压扁的油罐车
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压或气压。大气压虽然看不见但却是真实存在的。在人们还没有认识到大气压这一具体概念的时候就已经开始利用排出空气来进行抽水活动了,由于并没有什么理论支撑,亚里士多德解释道:这是因为大自然讨厌真空,所以才会将排出的空气用水来填满。
图 2亚里士多德
一千八百年后亚里士多德的“死对头”伽利略对这一说法产生了深深地怀疑:“我们不能相信亚里士多德所说的那样,仅仅认为某物是轻的,某物是重的,而应当认识到所有的物体都有其各自的重量,只不过各有重量大小不同和质地疏密之分而已。”
17世纪的意大利佛罗伦萨,人们在打井时发现一旦井深超过10米,压水机就压不出水来。伽利略听说后就更加坚定了对亚里士多德“大自然讨厌真空”这一说法的怀疑,但当时伽利略已身患重病,双目失明的他把自己的一些想法说给了自己的学生及助手——托里拆利。
图 3伽利略
托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手,在1642年伽利略去世后,他沿着伽利略的想法进行了进一步的思考和验证。1643年,托里拆利取来一个一端密封的1米长的玻璃管,将管内灌满水银,再把开口的一端盖住,将其翻转倒立在水银槽中,结果显示管内的水银明显下降,并稳定停留在槽面上方大约76cm的位置,即使是倾斜一定角度,垂直高度仍然停留在76cm。托里拆利根据这一实验现象进行了大胆的推测:水银在管内的高度是大气的重量压迫槽内的水银导致的,水银柱上方的空间是真空的。
这高76cm的水银柱所产生的压强,就被作为1个标准大气压。