【种花家务·物理】1-03-05气压计——『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的备注。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第三章液体和气体的一些性质
§3-5气压计
【01】测量大气压强的仪器叫做气压计。气压计有两种,水银气压计与无液气压计。现在先来讨论水银气压计,它是实验室中经常使用的仪器。
【02】水银气压计是根据托里拆利实验,把装满水银的玻璃管ED倒立在水银槽C中做成的(图3·22)。水银槽的底部是皮囊B,B的下面有一个螺旋A。I是一支象牙针,固定在水银槽上。气压计上部的S是刻度尺,尺上所刻的高度是从象牙针的尖端算起的。因此,使用时,必须先仔细地看一下槽中的水银面是否恰好和象牙针的尖端相接触,否则应该先旋动螺旋A使它们恰好接触,然后再行读数。这种气压计叫做槽式水银气压计。
【03】图3·23的装置叫做曲管水银气压计。它的长臂的顶端是封闭的,短臂是开口的。因为长臂水银面的上方是真空,因而大气压的数值,就是两臂中的水银面的高度差。

【04】水银气压计的优点是能够精确地测出大气压的数值,缺点是比较笨重,容易打坏,并且玻璃管里面还可能有空气跑进去,影响它的精确度。
【05】无液气压计(图3·24)用起来比较方便,其最大的优点是便于携带。图3·25是它的结构的示意图。它是一只表面呈波状形的金属盒1,盒里面的空气已经被抽出。2是一片弹簧,它的作用是通过盒中央的小柱,拉住金属盒的面,使它不会被大气压强压扁。当大气压增加时,盒面要向下凹一些;大气压减小时,盒面要凸出一些。这些变化很微小,必须用传递机构3(这种机构的传递原理将在第十一章中讲)把它传给指针4,加以放大,然后在刻度盘5上读出来。盘上的刻度是依据水银气压计的读数来刻的,因此,可以直接读出大气压是多少毫米水银柱高。

【06】无液气压计对气压的变化很灵敏,但由于弹簧的弹力不稳定,其准确度比水银气压计要差一些。平常使用时,应该先同水银气压计核对一下,记下它们的相差,以便作必要的修正。
习题3-5
1、试计算1个大气压,即1个标准大气压等于多少厘米的水柱高?【1033.6厘米水柱高】
2、解释下列现象:
(1)如果在煤油桶上只开一个小孔,煤油就不容易倒出来,为什么?
(2)从很深的海底捕到的鱼,一出水面,体腔常常会胀破.这是什么道理?[提示:从鱼体腔内气体压强和外界压强变化来考虑]
(3)大气压强这么大,为什么我们总是感觉不到?
(4)拿一根一端封闭的玻璃管装满了水,把管倒立在水中,管内外的水面会一样高吗?为什么?
3、估计一下你的手掌的面积有多少平方厘米,然后求出它受到多少公斤的大气压力。【约130厘米²,约135公斤】
4、气压计在山脚下的指示为760毫米水银柱高,在山顶上的指示为650毫米水银柱高。问这座山约有多高。【1320米】
5、飞机在离地面2千米高空飞行。问飞机上的大气压约有多大?【约593毫米水银柱高】