- 趣味物理實驗(原名《趣味物理思考題》)
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 932字
- 2021-10-29 17:58:05
11.硬幣在水里會變濕嗎
通過之前我們所做過的一些實驗,我們可以發(fā)現(xiàn),我們四周的空氣對所有與它有接觸的東西都有較大的壓力。下面我們通過描述一個實驗來生動形象地向你證明物理學(xué)家所說的“大氣壓”的存在。
首先我們準備一個淺碟子,在這個淺碟子里放一枚硬幣,然后加水,將這枚硬幣沒入水中。實驗規(guī)則就是要求不弄濕手指,也不能把水倒出來,僅用手把硬幣拿出來(圖40)。“這怎么可能做到呢?根本就是不可能的啊。”你或許會這樣說。但是如果你是這樣認為的,那么你就錯了,下面我們就用實驗來驗證吧。

圖40
實驗需要準備一個杯子、一張小紙片。實驗規(guī)則就是在杯子中點燃這張小紙片,當小紙片快要燒盡的時候,你把這個杯子倒扣在碟子里,緊緊地挨著硬幣,但是杯子不罩著它。過了一段時間,杯子中的小紙片快要燃燒熄滅了,而杯子中的空氣也開始冷卻了。這時候你會發(fā)現(xiàn)隨著杯子里的空氣逐漸冷卻下來,水就像是被杯子吸住了一樣,過不了多久所有的水都聚集在了杯子里,實驗做到這里,你就會發(fā)現(xiàn)碟子底也露了出來。
你需要耐住性子等一會兒,等碟子中的濕硬幣變干,你就可以用手把硬幣拿起來了。
這個現(xiàn)象的原因非常簡單。當杯中的空氣燒熱之后,它會像所有被加熱的物體一樣,迅速膨脹起來。由于空氣的膨脹,一部分空氣就會被排到外邊去,當小紙片燃燒殆盡,杯子里的空氣隨著溫度的降低,體積開始縮小,此時杯子中的空氣就不足以維持它在冷卻狀態(tài)時與杯外邊平衡的大氣壓力,因為杯子里的空氣被排出一部分,所以杯子下的水面每一厘米受到的壓力要比沒有杯子罩住時小得多。也就是因為這樣,外邊的水才會被杯子內(nèi)外的氣壓差壓迫著涌入杯中。事實上,水并非是被杯子“吸”過去的,而是從外面擠壓進去的。
當這個實驗結(jié)束了,你或許就會明白發(fā)生這一系列現(xiàn)象的原因是什么了,你也會明白,在這個實驗中,紙片和酒精棉并不是必需品,你也可以燒些別的東西,只要它是能夠燃燒的就行。你也可以用開水涮杯子,實驗同樣可以圓滿完成。你只需要加熱杯子里的空氣就行了,至于加熱空氣的方法,這里并沒有限制。
下面我們來介紹一種簡單的辦法做這個實驗,你在一個茶碟里倒一些茶,并將茶事先冷卻好。當你喝完茶以后,趁著茶杯的熱度還在的時候,快速將它倒扣在茶碟上。一分鐘過后,你會驚奇地發(fā)現(xiàn)茶碟里的茶全都流進杯子里面了。
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