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文檔簡介

氣壓、大氣壓、大氣壓強與馬德堡半球實驗氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力,即在數值上等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱所受到的重力。著名的馬德堡半球實驗證明了它的存在。氣壓的國際制單位是帕斯卡,簡稱帕,符號是Pa。氣象學中,人們一般用千帕(kPa)、或使用百帕(hpa)作為單位。其它的常用單位分別是:巴(bar,1bar=100,000帕)和厘米水銀柱(或稱厘米汞柱)。氣壓不僅隨高度變化,也隨溫度而異。氣壓的變化與天氣變化密切相關。標準大氣壓。表示氣壓的單位,習慣上常用水銀柱高度。例如,一個標準大氣壓等于760毫米高的水銀柱的重量,它相當于一平方厘米面積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。由于各國所用的重量和長度單位不同,因而氣壓單位也不統一,這不便于對全球的氣壓進行比較分析。因此,國際上統一規定用"百帕"作為氣壓單位。經過換算:一個標準大氣壓=1.013×10的5次方帕即101300帕、即101300N/㎡

。1個標準大氣壓=760mm水銀(汞柱)柱高。馬德堡半球(德語:MagdeburgerHalbkugeln,英語:Magdeburghemisphere),亦作馬格德堡半球,是1654年時,當時的馬德堡市長奧托·馮·格里克于神圣羅馬帝國的雷根斯堡(今德國雷根斯堡)進行的一項科學實驗,目的是證明大氣壓的存在。而此實驗也因格里克的職銜而被稱為“馬德堡半球”實驗。當年的進行實驗的兩個半球仍保存在慕尼黑的德意志博物館中。現實也有供教學用途的仿制品,用作示范氣壓的原理,它們的體積也比當年的半球小很多。若把半球的空間抽成真空,就需再用十多匹馬才能拉開。1654年,馬德堡市長奧托·馮·格里克聽到托里拆利的事,又聽說還有許多人不相信大氣壓強;還聽到有少數人在嘲笑托里拆利。因此,雖然遠離意大利的格里克在德國,但他很為托里拆利抱不平。他匆匆忙忙找來玻璃管子和水銀,重新做托里拆利這個實驗,斷定這個實驗是準確無誤的;再將一個密封完好的木桶中的空氣抽走,木桶就“砰!”的一聲被大氣“壓”碎了!有一天,他和助手做成兩個半球,直徑14英寸,約37厘米,并請來一大隊人馬,在市郊做起“大型實驗”。這年5月8日,馬德堡市風和日麗,一大批人圍在實驗場上,熙熙攘攘十分熱鬧.有的支持格里克,希望實驗成功;有的斷言實驗會失敗;人們在議論著、在爭論著、在預言著;還有的人一邊在大街小巷里往實驗場跑,一邊高聲大叫:“市長演馬戲了!市長演馬戲了。。。。。。”格里克和助手當眾把這個黃銅的半球殼中間墊上橡皮圈;再把兩個半球殼灌滿水后合在一起;然后把水全部抽出,使球內形成真空;最后,把氣嘴上的龍頭擰緊封閉.這時,周圍的大氣把兩個半球緊緊地壓在一起.格里克一揮手,四個馬夫牽來十六匹高頭大馬,在球的兩邊各拴四匹.格里克一聲令下,四個馬夫揚鞭催馬、背道而拉!好像在“拔河”似的.“加油!加油!”實驗場上黑壓壓的人群一邊整齊地喊著,一邊打著拍子。4個馬夫,8匹大馬,都搞得渾身是汗。但是,銅球仍是原封不動.格里克只好搖搖手暫停一下.然后,左右兩隊,人馬倍增.馬夫們喝了些水,擦擦頭額上的汗水,又在準備著第二次實驗。格里克再一揮手,實驗場上更是熱鬧非常。16匹大馬,使勁拉,八個馬夫在大聲吆喊,揮鞭催馬。。。。。馬德堡半球實物實驗場上的人群,更是伸長脖子,一個勁兒地看著,不時地發出“嘩!嘩!”的響聲。突然,“啪!”的一聲巨響,銅球分開成原來的兩半,格里克舉起這兩個重重的半球自豪地向大家高聲宣告:“先生們!女士們!市民們!你們該相信了吧!大氣壓是有的,大氣壓強是大得這樣厲害!這么驚人!……”實驗結束后,仍有些人不理解這兩個半球為什么拉不開,七嘴八舌地問他,他又耐心地作著詳盡的解釋:“平時,我們將兩個半球緊密合攏,無須用力,就會分開.這是因為球內球外都有大氣壓力的作用;相互抵消平衡了.好像沒有大氣作用似的.今天,我把它抽成真空后,球內沒有向外的大氣壓力了,只有球外大氣緊緊地壓住這兩個半球……”.即抽氣前,半球的外部壓力等于其內部壓力等于大氣壓。但抽氣后,半球外部壓力大于其內部壓力,并且半球內部為真空。就好像大氣壓“壓”住了兩個半球。所以這兩個半球必須用較大的力才能拉開。通過這次“大型實驗”,人們都終于相信有真空;有大氣;大氣有壓力并且很驚人,但是,為了這次實驗,格里克市長竟花費了4千英鎊。今天,人們可以在慕尼黑的德意志博物館看到這個實驗的原始“設備”,也就是那兩個半球。世紀之交時,馬德堡市在當時的德國園林博覽

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