字词模式
句模式
段模式
系统设置
更多按钮
网址切换
保存状态
用户反馈
页面收藏
-AA+
不落的纸片

在满满的一杯水的杯口上,盖上一片玻璃或一张硬纸片,按住玻片或硬纸片将杯子反转(颠倒)过来,玻片或硬纸片不会掉下来,这是大家都知道的现象,学生会告诉老师,这是由于大气压的缘故。可是,如果这只杯内只有半杯水,甚至只有一点点水铺在杯底,盖上明信片那样厚的纸片或薄塑料盖,再将杯子翻过来(如下图所示),纸片会落下来吗

有的学生认为纸片一定会落下来,因为杯内气体压强为大气压,由于水的自身重量的压迫而使纸片下落。如果学生自己动手做这个实验,结果他们会惊异地发现半杯水下面的纸片照样掉不下来,难道这也是由于大气压的缘故吗

让我们来仔细分析一下,当用纸片盖住杯口后,把杯子倒置过来时,杯内封闭了一定质量的气体,开始时,气体体积未变,也就是这时杯内气体压强和外界大气压一样大,水柱和纸片由于自身的重量向下落,水柱向下落后,杯内气体体积增大,密度减小,压强也减小,一直减小到杯内气体对水柱的压强 p 1加上水柱和纸片自重产生的压强 p 2与外界大气压 p 0相等为止,这时水柱不再继续下落,杯口外面有一较短的水柱,(纸片与杯口不是密接的,杯口有少许水溢出),纸片在水柱的下面,虽然已脱离杯口一点,但由于大气压的缘故,仍不会掉下来。

这时有同学提出这样的问题“水柱应下落多少才行呢如果水柱下落得太高,有一大段水柱在杯口外面,岂不是要向四周溢出来吗”我们知道一个大气压约等于 10 m高水柱产生的压强,假设水柱下落 1100 h( h为杯内水柱高度),即杯内封闭气体体积增大了 1100,也就是外界大气压比杯内气体压强大,它们的压强差约为 10 cm水柱产生的压强,即当杯内水柱下落 1100,大气压就能托住 10 cm水柱,而一般半杯水不足 10 cm,这样水柱下落 1 mm(即 h 100),大气压就能托住纸片,纸片不掉下来。