Опыт Торричелли, или опыт с ртутным столбом, является одним из самых популярных физических опытов, который часто проводится на уроках физики. Этот опыт был впервые выполнен итальянским физиком Эванджелистой Торричелли в 1643 году и с тех пор стал классическим примером демонстрации атмосферного давления.
В ходе этого опыта создается вакуум и замеряется высота столба ртути в торричеллиевой трубке. Результаты опыта помогают понять, как воздух воздействует на окружающие объекты и как изменяется атмосферное давление с высотой.
Чтобы провести этот опыт, вам понадобятся несколько простых материалов, таких как ртуть, торричеллиева трубка, стакан с водой и пробка. Сначала нужно заполнить торричеллиеву трубку ртутью и закрыть ее пальцем или пробкой. Затем трубку перевернуть и погрузить ее открытым концом в стакан с водой. При удалении пальца или пробки ртуть начнет вытекать из трубки и создавать ртутный столб.
Для измерения высоты столба ртути можно использовать множество методов, например, линейки или штангенциркуль. Для достоверности результатов рекомендуется повторить опыт несколько раз и усреднить полученные значения. Также крайне важно соблюдать предосторожность и работать с ртутью с осторожностью, так как она является ядовитой веществом.
Шаги по созданию опыта Торричелли
- Возьмите прозрачную пластиковую трубку длиной около 1 метра. Пластиковая трубка должна иметь одну открытую сторону и быть непрозрачной на противоположном конце.
- Наполните ведро водой и поместите его под открытый конец трубки.
- Поместите палку или рулетку в трубку так, чтобы она не могла закрыться полностью, но оставалась достаточно плотно. У вас должна получиться поперечная перегородка.
- Поднимите закрытый конец трубки над ведром так, чтобы открытый конец трубки был полностью погружен в воду.
- Удерживая закрытый конец трубки над ведром, аккуратно и медленно опустите преграду воды. Обратите внимание, насколько высоко поднимается самая высокая точка воды в трубке.
- Измерьте высоту поднятия воды в трубке с помощью рулетки или линейки. Это будет вашим значением для атмосферного давления.
Следуя этим шагам, вы сможете провести свой собственный опыт Торричелли и увидеть, как жидкость поднимается в трубке в результате действия атмосферного давления. Важно помнить, что результаты могут варьироваться в зависимости от различных факторов, включая высоту над уровнем моря и плотность жидкости.
Необходимые материалы и инструменты
Для проведения опыта по принципу Торричелли потребуются следующие материалы и инструменты:
- Стеклянная трубка с одной закрытой концевой частью и открытой концевой частью. Такая трубка обычно называется «трубкой Торричелли» и является основным инструментом для проведения опыта.
- Жидкость для наполнения трубки. Обычно используется вода или ртуть. Ртуть часто предпочтительнее, так как имеет большую плотность и может достигать больших высот, что позволяет лучше наблюдать изменения в высоте жидкости.
- Шприц или пипетка. С помощью шприца или пипетки можно заносить жидкость в трубку Торричелли и контролировать ее количество.
- Резиновая груша или помпа. Груша или помпа используются для создания вакуума внутри трубки Торричелли.
- Линейка или измерительная лента. Для измерения высоты жидкости в трубке Торричелли понадобится линейка или измерительная лента.
- Пробирка или емкость для сбора жидкости. Если в эксперименте используется ртуть, необходимо иметь пробирку или другую емкость для ее сбора.
Собрав все необходимые материалы и инструменты, вы будете готовы к проведению опыта по принципу Торричелли и измерению атмосферного давления.
Подготовка к эксперименту
Для успешного проведения опыта Торричелли необходимо подготовить все необходимые материалы и оборудование. Вот список необходимых предметов:
- Стеклянная трубка с одним закрытым концом
- Открытая емкость с водой
- Мерный цилиндр или мерный шприц для измерения объема воды
- Штатив с зажимами для фиксации трубки
- Резиновая трубка для подачи воды
- Ручной насос для создания разрежения в трубке
- Инструменты для измерения давления, например, манометр или барометр
Перед началом эксперимента убедитесь, что все материалы и оборудование в исправном состоянии и готовы к использованию. Проверьте, что трубка и емкость чистые и не имеют никаких повреждений.
Также важно обеспечить безопасность при проведении эксперимента. Убедитесь, что вы работаете в хорошо проветриваемой области, чтобы избежать возможных вредных выделений. Если используется насос, следуйте инструкциям по безопасности при его использовании.
Перед началом эксперимента также рекомендуется изучить теоретические основы опыта Торричелли, чтобы лучше понимать процесс и ожидаемые результаты.
Проведение опыта Торричелли
- Стеклянная трубка длиной около 1 метра.
- Мерная колба с жидкостью (обычно используется ртути).
- Воронка.
- Резиновая груша.
- Манометр.
Для проведения опыта необходимо выполнить следующие шаги:
- Подготовьте трубку: её один конец должен быть сужен, а другой закрыт пробкой или пальцем.
- Подготовьте мерную колбу с жидкостью (ртутью): заполните её до половины.
- Установите трубку вертикально, суженным концом вниз, в чашку с жидкостью.
- Уберите палец или пробку с конца трубки и наблюдайте, как жидкость заполняет трубку.
- Когда жидкость перестанет подниматься, отметьте уровень в манометре.
- Измерьте высоту колонки жидкости в манометре (в миллиметрах ртутного столба) и переведите её в паскали, применяя соответствующую формулу.
Полученный результат будет равен атмосферному давлению. Обычно это значение принимается равным 101325 Па.