第 6 章 第 5 节 大气压强

生活中，将吸附式挂钩的吸盘压在光滑的墙壁上，尽量挤出吸盘内的空气后，吸盘牢牢地紧贴在墙上，即使在挂钩上挂上物体（图 6–5–1），吸盘仍然不会脱落，这是为什么呢？

大气有压强吗？

1654 年，德国马德堡市的市长在广场上演示了一个令人惊奇的实验。他将两个空心铜质半

球紧扣在一起，使它们密合并抽去球内的空气，然后用 16 匹骏马向两边使劲拉，这才将它们分开。但如果不抽去两个密合的铜半球内的空气，只需要用手轻轻一拉就能将它们分开。这就是历史上著名的马德堡半球实验（图 6–5–2）。

上述实验中的水柱不下降是因为被大气压托住了。如果测出大气压所能托起水柱的最大高度，那么就能测出大气压的值。

1643 年，意大利科学家托里拆利（E.Torricelli，1608—1647）用这样的思想设计了实验，他在一根一端封闭、长度约为 1 m 的直玻璃管中装满汞（俗称水银），然后用手指堵住管口，将玻璃管竖直倒插在汞槽中。松开手指，汞柱会下降，但是当下降到管内外汞柱高度差约为 760 mm 时就不再下降了。托里拆利由此判定，大气压足以支撑住 760 mm 高的汞柱，从而测出了大气压的数值。这就是历史上著名的托里拆利实验。

我们可以对托里拆利实验做如下分析。

考查图 6–5–5 中红线处管内外的汞液面，由于液体中同一水平面各处压强相等，管外汞液面上方是空气，所以该平面两侧的压强均等于大气压。而管内该平面上方是 760 mm高的汞柱，汞柱的上方没有空气，是真空，液体静止时该处平面上下压力平衡，故大气压等于 760 mm 高的汞柱产生的压强。

根据液体压强的公式，可得大气压

p_大气 = p_汞 = ρ_汞gh

         = 13.6×10³ kg/m³×9.8 N/kg×0.76 m

         ≈ 1.013×10⁵ Pa

通常把 760 mm 汞柱所产生的压强叫做 1 个标准大气压*。1个标准大气压也可近似取为 1×10⁵ Pa。

大气压强可用气压计测量。图 6–5–6 所示的是常见的气压计。

* 标准大气压为非法定计量单位。