登陆注册
2812800000006

第6章 魔力的抵抗

1654年5月8日这天,德国马德堡市市长格利克亲自来到市中心的一个广场上。他让人搬来了事先加工好的直径为37厘米的空心铜球,铜球可以掰成两半。其中一半上装有一个通气活门。每个半球的中心对称处各安装一个吊环。两半球的结合面进行了非常精密的加工,显得异常平滑。接着他又分派侍从们;运来一个抽气机,牵来工8匹强壮的大马。

当马匹陆续到达广场后,孩子们嚷嚷开了:“哦,要进行马戏表演了!”于是,“马戏表演”的消息就一传十、十传百地传开了,到这里围观的人络绎不绝,把广场四周围得水泄不通。

这时,格利克市长亲自指挥,他差人先把两个铜半球合在一起,把通气活门接到抽气机上,直至把铜球内的空气几乎全部抽净了然后把活门关好。此刻,他对围观的人们说道,“再也没有人能把这个铜球掰开了,我们只能依靠马匹的力量……”

市长的话音未落,就从人群巾挤进去两个身高体壮的大力士,他俩异口同声地说:“且慢,让咱试试!”

格利克见这二位不服气,就决定让他俩试试。二位大力士各自用双手抓住一个吊环,使劲往两边拽。尽管他俩把吃奶的力气都使上了,铜球还是纹丝不动。人们只得善罢甘休。

于是,市长让人们在铜球两边各拴上一匹马,每边各有一人用鞭子赶,但铜球还是结结实实的一个整体;接着,每边加上一匹马,铜球还是那样;再多加上一匹,铜球仍然无动于衷。每边的马匹还在增加:5匹、6匹、7匹……直到8匹时,赶马人用鞭置于抽打着马,16匹马都吃力地拉着,拉呀拉,突然一声巨响,铜球终于被拉开成两半。

周围的人都被这个场面惊得目瞪口呆。一个老太太失声喊道:“天呐,那球内准有魔鬼!魔鬼的力量可真大!”

格利克既是市长,又是物理学家,他立即解释道:“哪里有什么魔鬼啊,这是大气压力在起作用。你们看,现在把这两半球合上,不把空气抽掉,就用不着大马去拽开了。”果然,他和他的助手稍一用力,就将铜球拉开成两半。

那么,为什么抽走了空气的那个铜球非得16匹马才能分开,而充有空气时很容易就掰开了?原来,是由于空气有压力之故。地球外表包围着厚厚的一层空气,这个大气层厚度约有1200千米,总质量约为5300万亿吨。在地球重力场的作用下,空气有重量,并且有压力。地面上任何一个物体,它每一平方厘米的面积(象指甲盖那么大一块)上,都要受到大约1千克的空气压力(习惯称为大气压力)。格利克市长做实验用的那个空心铜球,每个半球表面上受到的压力为:

压=1/2·π·D2·P=π/2×(37)2×1.0336≈2222.7(千克其中,D表示铜球直径,P表示大气压力。

当球内的空气几乎被抽净后,球内表面压力接近于零,而通过半球往里压的大气压力足有2吨多。查阅有关资料得知,马的最大拉力为体重的70%~80%,而马的体重一般为300~400千克,二者都取中间值,得出8匹普通马的拉力为:

拉=8×350×0.8千克=2100千克<2223千克显然每边都需要8匹强壮的马才能将铜球掰开。如果不抽去球内空气,情况就不一样了,因为内外都受有大气压力,互相抵消,所以不用费力就能将两个半球分开了。

上述的马德堡半球实验,有力地证明了大气压强的存在,这让人们对大气压有了深刻的认识,但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入,是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.013×105Pa。

标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×10的5次方帕斯卡=10.336米水柱。

标准大气压值的规定,是随着科学技术的发展,经过几次变化的。最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压,其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定,它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g值也随纬度而变化。

由于地球上的大气总量是基本上恒定的,当一个地区的气温增加时,往往伴随着另一个地区温度的降低,这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能。而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低。当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时,南半球却是接受太阳热量最少的严冬。这时,由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低,而由于大气总量基本不变,则此时北半球的气压就低于标准大气压,南半球的气压当然也就会高于标准大气压。同样,空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压。因而,在北半球,冬季的大气压就会比夏季要低。

我们日常生活中有很多事情要靠大气压力帮忙。例如,你要往钢笔里灌墨水,得先把皮囊里的空气挤出去,然后一松手,墨水就进去了。这是因为皮囊里空气被挤出后,压力减小了,而皮囊外的大气压没有变,于是就把墨水给压进去了。夏天喝汽水的时候,拿一根吸管,先用嘴吸去管里的空气。瓶里的汽水便被大气压力压进吸管。再比如,蒸煮东西用的高压锅,由于锅中封闭了空气,给高压锅内空气加热时,锅内气体压强增大,使锅内的水沸腾时温度更高,更容易煮熟食物。还有现在日益普遍的飞机,也是因为大气压才能够飞行。由于飞机机翼上方呈流线型,当空气流过机翼时,一部分空气从飞机机翼上方流过,一部分空气从机翼下方流过,因为机翼上方为流线型,所以空气要在相同的时间内流过不同的距离则速度不相同,机翼上方空气流速较大,大气压较小;下方很平,空气流速较小,大气压较大,于是,飞机在高速行驶时,机翼下方的大气压大,而机翼上方的大气压小,机翼上下的压力差使飞机获得了升力。

人离不开大气压力,离开它就无法呼吸。我们吸气时总是张开胸腔,使肺里的气压降低,外面的大气压力就把空气压进体内了。人可以在没有重量的情况下生活,可是失掉大气压力是绝对不行的,失压半秒钟也会影响人的生命。所以载人的宇宙飞船必须有密封坐舱,坐舱内保持一定的大气压力。

同类推荐
  • 动物奥秘追踪

    动物奥秘追踪

    书中记述了许多有关动物的知识,也涉及到一些引人关注的话题。本书作者对动物的习性等有较为深入的了解,是一本不可多得的青少年科普读本。
  • 不可不知的万物简史

    不可不知的万物简史

    这是一部有关现代科学发展史的既通俗易懂又引人入胜的书,作者用清晰明了、幽默风趣的笔法,将宇宙大爆炸到人类文明发展进程中所发生的繁多妙趣横生的故事一一收入笔下。惊奇和感叹组成了本书,历历在目的天下万物组成了本书,益于人们了解大千世界的无穷奥妙,掌握万事万物的发展脉络。
  • 中国地理全知道

    中国地理全知道

    我们抛开枯燥的说教,浓缩中国地理之精华,为读者营造了中国自然地理和人文环境的良好氛围,相信定能使您在快速纵览华夏山川,了解丰富地理知识的同时,获得更为广阔的文化视野和精神感受。说到中国地理,一定会想到中国的地大物博,960万平方千米的土地蕴藏了多少物宝天华:中华名山、自然保护区、河流湖泊、国家地质公园、古老的历史文化遗存等无不囊括其中。内容丰富、语言简练、资料权威,使读者在短时间内有效掌握国家自然与人文地理知识,轻松阅读,从而丰富知识,开拓视野。
  • 灵山秀水之间

    灵山秀水之间

    国家地理·神秘中国是一套以地域事件为单元散点透视、实地实拍、实证实录的图书,从地理人文风貌,到社会历史心态,有记录,有拍摄,有考察,有论证,从不同的角度和侧面,把历史之树的绚丽风采展示给大家。从社会生活的细节上,揭开历史的面纱,看一看神秘中国的精彩。每本书中围绕同一主题生发出的不同故事,就像几片相似的树叶,为中华历史的大树平添几抹生命的绿色。在这里,我们即将看到:秀丽的山川,古老的城镇,尘封的遗迹,神秘的陵寝;我们将接触到:奇石美玉,奇异建筑,珍贵遗产,传奇人物……
  • 天文百科知识博览

    天文百科知识博览

    《巅峰阅读文库 我的第一本百科书:天文百科知识博览》是一本献给天文爱好者的书籍,也是同青少年朋友分享天文科普知识,掌握各种天文观测常识,了解最新天文探测成果的书籍,内容主要包括宇宙、太阳、太阳系外天体、星系、星云、银河系、银河外星系、恒星、行星、太阳等等。《巅峰阅读文库 我的第一本百科书:天文百科知识博览》内容包罗万象,形式丰富多彩。它既是人们认识世界、感知历史、触摸时空和超越未来的组合工具。又是聆听历史和探索未来的一条捷径,同时也是家长引领孩子成长的教育指南。
热门推荐
  • 红颜泪之你是我的妃

    红颜泪之你是我的妃

    一幅手绘美人图将她带入另一个朝代,三世的情缘,不同的爱恋。他,一个冷酷的君王。她,是他最爱也最恨的女人。新婚之夜的第二天,他就以不洁之名将她下嫁给自己四十多岁的皇叔受尽折磨,皇叔死后又将她囚于冷宫,让她生不如死。她一笑而过,这是我欠他的。离殇,离殇,千古悲凉,离殇,离殇,枯骨茫茫,离殇所到生死茫茫,莫雪薇一只转世千年的狐狸,开始了自己的转生之路……复杂的感情,三生的回忆,命运究竟会如何,敬请期待……
  • 我有多爱你

    我有多爱你

    年少的一场相识。天真的一场私奔。命中注定的重逢。他和她,兜转一生,只为那一句,我有多爱你。
  • 独宠嚣张小王爷

    独宠嚣张小王爷

    顺手救了小王爷,不料被他缠上,威胁利诱恐吓齐上阵,嚣张至极,“本王要娶你为妃!”顺手偷了皇后的东西,被太子瞧见,桃花树下,他温柔浅笑,“我要你做我的太子妃。”顺手推了妖孽七王爷一把,被记恨在心,“败花,你不该惹我。”而她心心念着的人,却用冷漠将她冻伤,回首低喃,“我此一生,已无回头之路。”在重重阴谋与追杀之中,她终于看透自己的真心所向,可最后还是迟了。是生,是死,没有你相伴,又有何重要?末路回首,不倾城,不倾国,却倾其所有。【本故事纯属虚构,切勿模仿。】
  • 对一个死者的审判

    对一个死者的审判

    光盘,广西第四、六、七届签约作家,中国作家协会会员、广西作家协会理事。获广西、全国报纸副刊好作品二等奖以上30余次。创作及出版长篇小说6部,在花城、上海文学、作家、钟山、北京文学等中国核心刊物发表作品若干,迄今共发表各类作品150余万字。
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 盛年白狐传

    盛年白狐传

    一只笨笨狐仙的终极人7养成史,本是天宫无所事事一散仙,被贬下凡之后,竟要顾虑那些家长里短、柴米油盐?此乃姑娘下凡头一遭历练,办砸了怎生了得?不理那没了心的倒霉星君,且看我如何大展身手、持家有道!……咦,月圆之夜出了岔子,怎地尾巴还露在外头?情节虚构,切勿模仿
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 心态决定成败

    心态决定成败

    《心态决定成败》分别从身体、心理、情爱、交际、工作和生活等几个方面阐述心态决定成败这一主题,内容涉及到了人生中的各个阶段。希望它能帮助所有人安全度过生命的每一个低谷,让每一个人心灵的天空清净、明朗,让每一个人都拥有真正的健康,都能够在人生的舞台上活得更轻松、更自在、更洒脱,也更接近于成功。
  • 我爱你时,你在不在

    我爱你时,你在不在

    破了冷面邪少陆子轩的三十天恋爱法则,无所谓!只要我想,你尹夕颜被我抛弃多少次还是我的女人!“我不会放开她,不惜一切代价!”“休想!”萧时宇抱起瘫软在地已经奄奄一息的尹夕颜眼神愤恨:“如今就是就是我来履行承诺之时,也如你所愿,今生化为鸿沟永世不得跨越!”辗转三年已为人妻的尹夕颜再次失挚而归,看着眼前已经不在爱他的女人。陆子轩扬言:管你现在是谁的妻,照样被我吃定!带个萌宝天使又怎样?我还多了个女儿!寡妇?就是毒妇我也要定了你!二次追爱来袭,命运牵绊……泪洒华丽一地,“我倒要看看,是你尹夕颜决定说的注定?还是我陆子轩要定你的命运。”
  • 校花,别乱跑

    校花,别乱跑

    她一出生,便已注定了以后的非凡身份。林氏集团董事长,炫帮帮主,让她仅为十七岁的年华背上了巨大的责任。青梅竹马的瑾辰对她百般呵护,甚至用生命教会了她这个爱情白痴什么叫做珍惜。对她情有独钟的安子夜,为她默默付出,不求能够在一起,只求可以守护她。帮派间的纠纷,让她失去了什么?得到了什么?最后爱情又该如何收尾?