两个火车头拉开抽气的马德堡半球，半球拉开的瞬间声音有火车噪音多少分贝贝？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-14 09:19 标签： 火车噪音多少分贝

第六章液体和气体的性质 6.10空气的压力

　　在十七世纪中期，累根斯堡的居民曾经看到过一件奇事：十六匹马八匹拉向一面，八匹拉向另一面，用尽全力也没把彼此合在一起的两个铜制的半球拉开来。是什么力量使它们合得这样紧呢？“没有什么”，是空气。市长奥托·冯·格里凯就这样让大家亲眼看到了空气并不是“没有什么”，而是有重量并且能对地面上所有物体施很大的压力的。

　　这个试验是在1654年五月八日举行的。

　　关于著名的“马德堡半球”实验，物理学教科书里都有叙述。但是我还是相信，读者如果能从格里凯本人嘴里听到这个故事，一定会更有趣味。叙述他的实验的这一本书篇幅很大，是用拉丁文写的，1672年在阿姆斯特丹出版。同那个时代所有的书一样，这本书的书名很长：

　　这本书的第23章专讲这个实验。让我们直译几段出来：

　　证明空气的压力能够把两个半球紧压得甚至连16匹马都不能拉开它们的试验。

　　我定做了两个铜制的半球，直径是四分之三马德堡肘①，活来。两个半球倒能够完全吻合。在一个半球上装了一个活栓；通过这个活栓可以抽掉球里的空气，并阻止外面的空气钻进球里去。此外，在两个半球上还安了四个环，环上穿着绳子，绳子缚在马的驾具上。我又叫人缝了一个皮圈；把皮圈放在蜡和松节油的混合物里浸透。把皮圈紧夹在两个半球的中间以后，空气就一点也不会漏进球里去了。活栓接上抽气筒的管子，把球里的空气抽出来。这时候可以看出，两个半球是用多大的力量通过皮圈紧紧粘附在一起。外面空气的压力把它们压得这样紧，连16匹马（拚命挣扎着）都不能把它们拉开，或者只有费了很大的劲才能拉开它们。当马用尽了全力把两个半球最后拉开的时候，还发出了很大的响声，象放炮一样。

　　可是只要把活栓转一下，使空气能够流进球里去，两个半球就很容易被手拉开。

　　简单的算法能够告诉我们，为什么要用这样大的力量（每一边八匹马）才能把一个空球分开。空气的压力作用在每一平方厘米上大约是一公斤，直径0．67肘（37厘米）的圆的面积②等于1060平方厘米。这就是说，大气加在每一个半球上的压力在1000公斤（一吨）以上。每一边都应该用一吨的力量来拉，才能抵消掉球外空气的压力。

　　看起来这个重量对每一边八匹马说来好象并不很大。可是不要忘记，平常马在拉一吨重的货物的时候，所要克服的力量并不是一吨，而是比一吨小得多，只是车轮和轮轴之间、车轮和道路之间的摩擦力。这种摩擦力，譬如在公路上，不过是货物重的5％，也就是一吨货物的摩擦力只有50公斤。（实践告诉我们，八匹马一起拉货的时候要损失拉力一半，这一点我们在这里不谈。）因此，八匹马的一吨拉力相当于拉20吨重的一辆货车。你看马德堡市长的马所要拉的这个空气的重压有多么重！它们好象是在拉着一台不在轨道上的小火车头。

　　可是只要把活栓转一下，使空气能够流进球里去，两个半球就很容易被手拉开。

　　简单的算法能够告诉我们，为什么要用这样大的力量（每一边八匹马）才能把一个空球分开。空气的压力作用在每一平方厘米上大约是一公斤，直径0．67肘（37厘米）的圆的面积②等于1060平方厘米。这就是说，大气加在每一个半球上的压力在1000公斤（一吨）以上。每一边都应该用一吨的力量来拉，才能抵消掉球外空气的压力。

　　看起来这个重量对每一边八匹马说来好象并不很大。可是不要忘记，平常马在拉一吨重的货物的时候，所要克服的力量并不是一吨，而是比一吨小得多，只是车轮和轮轴之间、车轮和道路之间的摩擦力。这种摩擦力，譬如在公路上，不过是货物重的5％，也就是一吨货物的摩擦力只有50公斤。（实践告诉我们，八匹马一起拉货的时候要损失拉力一半，这一点我们在这里不谈。）因此，八匹马的一吨拉力相当于拉20吨重的一辆货车。你看马德堡市长的马所要拉的这个空气的重压有多么重！它们好象是在拉着一台不在轨道上的小火车头。

　　曾经测量过，壮健的驮马拉货车的时候所用的力量，不过80公斤①。所以为了拉开马德堡半球，在平稳的拉曳情况下，每一得用1000÷80＝13匹马②。

　　读者如果知道我们骨胳的某些关节所以不会脱落，同马德堡半球不容易分开有同样的原因，那一定会觉得惊奇的。我们的髋部关节正是这样的马德堡半球。我们可以把连在这个关节上的肌肉和软骨都去掉，可是大腿还是不会掉下来：大气压力把它们压在一起了，因为关节之间的间隙是没有空气的。

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人教版九年级课本中动手动脑学物理的题目和答案 第十一章 多彩的物质世界 第一节 宇宙和微观世界 1．列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质，从多方面说明固体、液体、气体的不同特征。 答：此题让学生列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质，引导学生从形状、体积、流动性等方面归纳总结固体、液体、气体的不同特征。 2．银河系有多大？用什么长度单位表示最方便。 答：银河系巨大，其尺度在1021m× 3．组成物质的分子有大多？用什么长度单位最方便？ 答：一般分子的大小只有百忆分之几米，长度单位用nm，一般分子直径大约为0.3至0.4nm。 4．固体、液体、气体都由分子组成，为什么它们的物理性质不同。 答：从微观模型考虑。固体、液体、气体的分子结构可采用如下列表比较的方法。 状态 分子间距离 分子间作用力 分子运动情况 特征 固体 很小 很大 在平衡位置附近做无规则振动 有一定体积 有一定形状 液体 比固体稍大 比固体小 振动和移动 有一定体积 无一定形状 气体 很大 很小 除碰撞外做匀速直线运动 无一定体积 无一定形状 5．古人认为，原子是不可再分的。关于这个猜想，你认为应做哪些修正。 答：原子由原子核和核外电子组成，原子核是由更小的粒子——质子和中子组成的，而质子和中子也还有更精细的结构——夸克。 第二节 质量 1．在宇宙飞船中，物体处于失重状态。如果把物体从地面带到月球上、带到宇宙飞船中，这个物体的质量改变吗？答：不变。 2．如何称出一个大头针的质量？说出你的测量方法，并实际测一测。 答：取10个大头针，用天平测出它们的总质量m总，则每一个大头针的质量m=m总/10。 3．一块质量为100g的冰熔化成水后，它的质量 答：A A．仍是100g； B．大于100g； C．小于100g 4．某同学用天平、测一块金属的质量时，使用了4个砝码，其中有1个100g，1个50g，2个10g，游码在标尺上的位置如图11.2-4所示。这块金属的质量是多少？答：170.32 g 5．有些商店使用一种台秤（图11.2-5），它的工作原理与天平相同，不过两臂长度不等。这种台秤的哪两部分相当于天平的两个盘？什么相当于天平的砝码、游码？怎样判定它的横梁是否水平？它的平衡螺母在什么位置？怎样调整才能使横梁平衡？ 答：秤盘、砝码盘；槽码和游码；秤杆水平；左边；秤杆左偏向右调整调零螺丝，秤杆右偏向左调整调零螺丝。 第三节 密度 1．一个澡盆大致是长方体，长、宽、高分别约为、、，最多能装多少千克的水？答：180kg。 2．现在通用的1角硬币，看上去好像是铝制的。请你想办法测量一下它的密度。它真是铝制的吗？写出你选用的实验器材、实验方法，你所采用的实验步骤。1角、5角和1元硬币所用的金属一样吗？通过实验验证你的判断。 答：用刻度尺、三角板（2只）测出1角、5角和1元硬币直径，算出各硬币的面积S，用刻度尺测出硬币的厚度d，算出各硬币的体积V，用天平分别测出各硬币的质量，再利用密度公式，便可算出各硬币的密度，便可判断。 3．一个容积为的塑料瓶，用它装水，最多能装多少千克？用它装汽油呢？ 答：2.5 kg。1.775 kg。 4．猜一猜你们教室里空气的质量有多少？几克？几千克？还是几千克、几十千克？测出你们教室的长、宽、高，算一算里面空气的质量。你猜的对吗？ 答：估算教师体积100 m2，通过查表得到空气密度，计算空气质量为129 kg 5．人体的密度跟水的密度差不多，根据你的质量估一下自己身体的体积。答：5×10-2m 6．一块长方形的均匀铝箔，用天平和尺能不能求出它的厚度？如果能，说出你的办法。 答：利用“积累法”，用天平称出n张铝箔的质量m，根据m/ρ铝算出n张铝箔的体积V，用刻度尺铝箔的长a和宽b，总厚度D=V/ab，每一张铝箔厚d=D/n。 测量物质的密度 1．下表列出了几种金属的密度、熔点、导热性能及导电性能等物理特征。研究表中的数据，你有什么新发现？ 2．综合考虑下表中各方面的因素，通过小组讨论，回答以下问题。不仅要阐明你的观点，还要说清楚理由。 ●哪两种金属的导电性能好？在你认为导电性能好的金属中，哪种更适宜做导线？答：银、铜。 铜。 ●哪一种金属的导热性能好？生活中常用的各种锅是用什么金属做的？为什么人们炒菜时宁愿用铁锅而不用铝锅？答：银；铁；铝的熔点低。 ●哪一种金属的密度最小？生活中什么地方使用这种金属？综合评价为什么使用它。 答：铝； 铝盆，很多机械零件……便宜，同体积情况下质量小。 第五节 密度与社会生活 1．1cm3的冰熔化成水后，质量是多少？体积是多少？答：。0.9 cm3。 2．一个瓶子能盛1 kg水，用这个瓶子能盛多少质量的使用植物油？答：。 3．建筑工地需用沙石400 cm3，可用载重4t的卡车运送，需运多

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