翠湖园
第7楼2011/07/23
玻意耳、巴斯卡的实验与大气压
但是,1662年玻意耳证明,情况不可能是这样,因为压力会使空气的密度增大。玻意耳把一个J形管子直立起来,J形管较高的一端是敞口的,从这个口倒进一些汞,汞就会把小量的空气囚锢在较矮一边的封闭端内。当他再多灌入一些汞时,那个空气包就收缩。玻意耳发现,与此同时,它的压强增大了,这是因为观察到当汞越来越重时,空气包的收缩却越来越少。根据实际测量,玻意耳证明,气体体积减小一半,压强就增大一倍。
由于空气受压时会收缩,所以在海平面上空气一定最稠密,而沿着指向大气层顶部的方向,随着高层空气重量的减小,空气变得愈来愈稀薄,法国数学家巴斯卡(Blaise Pascal)第一个证实了这个情况,1648年,他让他的姻兄弟帕瑞(Florin Perier)带着一个气压计登上一座高约1.5公里的山,并请他在登高时随时注意气压计中汞柱高度下降的情况。
翠湖园
第8楼2011/07/23
近代对高空大气的探索
理论计算表明,如果温度在整个高度上处处相同,那么,高度每增加公里,空气压强就将减小为原来的1/10。换句话说,在19公里的高空,空气所能支持的汞柱高度将从760毫米降低为76毫米;在38公里的高空,将降低为7.6毫米;而在57公里的高空,将降低为0.76毫米,等等。在170公里的高空,空气压强就会仅仅相当于0.000000076毫米汞柱。
实际上,所有这些数字都只是近似的,因为空气的温度是随高度而变化的。不过,这些数字确实能使图象变得清楚一些,而且我们可以看到,大气层并没有明确的边界,它只是逐渐稀薄下去,一直到变成几乎一无所有的宇宙空间。人们曾经探测到160公里高空处的陨星光迹,那里的大气压只有地球表面的几百分之一,而空气的密度却只有十亿分之一。但这一点点空气就足以使它们那一点点物质因摩擦而燃烧到白炽。由于受到外层空间高速粒子的轰击而发出冷辉光的气体所形成的极光棗北极光,则位于海平面以上800-1000公里的高空。