著名的马德堡半球实验
著名的马德堡半球实验
一说到气体,我们马上就会想到包围地球的厚厚的空气层。这层空气叫做大气。空气、水和阳光,使得地球上有了生命,形成了生机勃勃的自然界,才有了我们人类。大气对地球表面的物体既然有着不容忽视的压力,可是我们平时却为什么毫无感觉?
为了证实大气压力的存在,17世纪中期有一个著名的实验,这就是马德堡半球实验。
1646年,德国的科学界对大气是否有压力存在着分歧。有的认为有,有的则认为没有,争论不休。科学家葛利克当时正担任着马德堡市的市长,他认为大气存在着压力,并决心要用实验来证实。
起初,他将密封得很好的木桶中的空气抽走,结果木桶被大气“炸”了。接着,他又用薄铜片做了一个球壳,也将其中的空气抽去,结果这个薄球壳被大气压扁了。

精密的马德堡半球
1651年,他用铜做了两个空心半球,直径约为37厘米。这两个半球做得既精密又非常坚固,当两个半球对好合起来的时候,没有缝隙,外面的空气透不进去,里面的空气也漏不出来,精密极了。当球内的空气没被抽出去的时候,球内外都有空气,压力平衡,这时的两个半球,想合就合,想分就分,毫不费劲;但是当球内的空气被抽出去后,由于球只受外面的大气压力,这时要使两个半球分开,却不那么容易了,要分开它们其用力之巨大,实在惊人。

马德堡半球实验(https://www.daowen.com)
葛利克为此在他担任市长的马德堡做了一个公开的实验。由于当时尚未发明抽气机,因此,他在一个半球上装了一个活门,从这里可以接上抽气筒,把球里的空气抽出来。把活门关好,外面的空气不能进入球里,可以保持球里为真空,格利克在每个半球的拉环上拴了8匹马,叫它们向相反的方向拉两个半球,赶马人用鞭子驱赶着马,16匹马拉得十分用力,然而两个半球仍旧紧紧地合在一起,没有拉开。拉呀,拉呀,突然“啪”的一声巨响,好像放炮一样,16匹马终于把两个半球拉开了。你看,为了分开这两个半球,不是费了“九牛二虎之力”,而是费了“16匹马之力”!
1654年,葛利克又在勒根斯堡将这个实验在皇帝和廷臣面前进行表演,在场的人都非常惊异,不得不信服大气压力的存在。葛利克实验所用的金属半球,人们把它称为马德堡半球,葛利克所做的这个实验,就叫做马德堡实验。
[举一反三]
同学们都喜欢喝汽水,那么你知道为什么吸管能把汽水“吸”上来吗?
答案:我们用吸管吸汽水,总以为是嘴把汽水吸上来的。其实不是,用嘴吸,只吸走了吸管中的空气,至于汽水嘛,那是大气把它压到嘴里去的。原来,吸管中的空气被吸走后,管里面的汽水受到空气的压强变小,而瓶子里(吸管外)的汽水受到的压强是大气压强,这两个压强是不相等的,大气压强较大,汽水便沿管子上升,被大气压压到嘴里去了。
原理:嘴还没有从管内吸气时,管内外液面是相等。这时,管内外液面上的气体压强相等;在嘴从管内吸气时,管内气体减少,管内液面上的压强也减少,这时,管子内液面上的气体压强,小于管子外作用的液面上的大气压。所以,这就是我们生活中所说的大气压作用结果。

大气压作用下的吸管喝水
如果汽水瓶口盖一个塞紧了的软木塞,木塞中插着一根玻璃管,那么,你从玻璃管里吸汽水,至多能吸上一两口,就再也吸不到瓶里的汽水了。这个道理也简单,因为瓶外的大气无法进入汽水瓶,大气也就无法把汽水压到嘴里去了。不拔掉瓶塞,还能喝到汽水吗?虽然吸不上来,但能不能吹上来?对着玻璃管向瓶子里吹气是个办法。吹气,增加瓶内的气体,增加了瓶内气体的压强。瓶内的气体压强变大以后,就会把汽水从玻璃管里压出来,这时,只要嘴不离开玻璃管,就能喝到汽水。往瓶里吹气越多,压强增加得越多,就可以顺利地喝到汽水。喝掉一些汽水以后,瓶内的气体体积变大、压强降低,就喝不到汽水了。再吹气,又能继续喝到汽水。