给大气称重

五月十七日

成分

真空吸尘器 吸尘器 浴室秤 浴室秤
塑料袋 大的、结实的、透明的塑料袋 一块玻璃 一个和你的天平大小差不多的砧板,大小合适的砧板是最理想的

指令

拿起你的浴室秤,把板子放在秤的后面——它的角应该是圆角的。

把所有的都放进你的塑料袋里。把多余的袋子包在秤上,用胶带固定。

把真空吸尘器里的管子放进袋子口,用手把多余的塑料包住管子。

打开吸尘器,看看刻度上的读数是多少。有些类型的电子浴室秤对于这些目的来说有点太聪明了。只有当施加在它们身上的力稳定下来时,它们才会给出读数。然而,许多这些天平在工厂有一个校准模式。在容纳显示器的盒子里,通常有一个黑色的连接器,有两个引脚伸出来。这有时是在一个孔后面的外壳,所以你甚至不需要拆除任何螺钉。如果你将两个引脚连接在一起并释放它们,刻度就会改变模式,通常你进入的第一个模式是更传统的校准模式——注意,这通常会禁用自动断电功能。要让体重恢复正常,只要把电池拔出来重新插上就行了。

头 线路板上的标头
连接器有时在后面的孔中 它由两个从黑色块上伸出来的尖头组成

结果

根据你的吸尘器的功率和秤的表面积,你会发现秤的读数会达到甚至超过150公斤。

解释

虽然空气看起来没有重量,但实际上相当重——海平面上每立方米的质量约为1公斤。大气上升了许多公里,加起来的重量非常大,必须由最接近地面的空气来支撑。由于空气是可压缩的,这意味着你周围的空气都被它上面的空气压缩了。

如果你压缩一个弹簧,它会向后推,如果你压缩一种流体(像气体或液体一样流动的东西),它会向各个方向向后推——它会施加压力。(这就是为什么如果你试着用双手挤压水,它会从两边喷出来。)

这种气压向四面八方推动着一切。然而,磅秤通常不能测量这个,因为有相同的压力,因此从磅秤下面向上推的力和向下推的力是一样的,它们完全抵消了,所以磅秤的读数为零。

真空吸尘器把空气从袋子里抽出来,让剩下的空气膨胀,就像弹簧一样,它向外推的力度就小了。

现在向外的力比向内的力小,天平测量这个力。

刻度上的气压 从袋子里吸空气
通常情况下,在磅秤上向上和向下的气压是一样的,所以它的读数是没有力的。 但是如果你把空气从袋子里抽出来向下推的力比向上推的力要大所以秤上就会有读数。

在浴室磅秤上,150公斤的读数似乎是一个非常大的力,但真空吸尘器只能抽出袋子里五分之一到四分之一的空气。气压实际上是100,000N/m2或者相当于每平方米10吨。所以,如果你用一个更好的真空泵,把所有的空气抽出去,你的浴室秤(面积约0.1m)上的力2)相当于将近一吨!

这跟吸吮有什么关系?

因为气体可以一直膨胀下去,所以不可能对它施加拉力。当我们吮吸吸管喝一些清爽的柠檬水时,实际上发生的是我们减少了口腔内的压力。这意味着我们嘴里的空气对柠檬水的压力比外面的空气对柠檬水的压力小,所以外面的空气把柠檬水推到了吸管上。

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