文/蔡木山.圖/陳淑賢

在大家看過了「大氣壓力知多少」之後,現在讓我們來做些趣味的大氣壓力實驗吧?

與大氣拔河

在家裡,可以和弟弟、妹妹玩這個遊戲。

拿兩個廚房裡通水管用的橡皮吸盤,把吸盤的橡皮部份先蘸水後,緊密的貼在一起。耐心地用手擠壓橡皮,把裡頭的空氣擠掉,小心地用手拿著,別讓空氣再跑進去。

讓弟弟、妹妹分別站在兩邊,每人握住一根吸盤的把手(如標題的圖片)。用力拉,拔不拔得開呢?如果拔不開,請爸爸、媽媽來幫忙吧!

上面這個實驗其實就是簡易的馬德堡半球實驗。把橡皮部份先蘸水,目的是讓它們能緊密地貼在一起。用手擠壓,就是要把裡頭的空氣抽光啊!如果你能把裡面的空氣擠得一乾二淨,而且把兩個吸盤緊緊地貼得天衣無縫,即使爸爸、媽媽也來幫忙,恐怕還是拔不開呢!!

左擁右抱的氣球

這個實驗可以在同樂會的時候,秀給同學看。

準備一個大氣球,先吹進一點空氣,吹氣口仍含在嘴裡。拿個紙杯從兩側相對地夾住氣球,再把氣球吹大。鬆開兩手,紙杯居然不會掉下來!!用手捏住氣球吹口,使勁地甩一甩,紙杯死皮賴臉地黏著氣球不放呢!

紙杯緊黏著氣球不放,其實是大氣壓力的關係,氣球吹得很小時,表面比較彎曲,紙杯附在氣球上,紙杯內的空間較小,這時杯子內的空氣壓力和杯子外的大氣壓力是相同的。氣球吹大時,氣球皮就被拉平了,相對地杯內空間變大,由「波以耳定律」(註)得知杯子內的空氣壓力就變小,而小於杯子外的大氣壓力了。杯子外的空氣壓力大於杯內的空氣壓力,紙杯當然甩都甩不掉了。

潛龍升天

你還可以表演一個利用大氣壓力的科學魔術呢!

找兩支口徑相差零點二公分的大小試管(口徑相差不能太大,也不能太小)。大試管裝水八分滿後,把小試管(不裝水,開口朝上)放入大試管中,由於小試管本身的重量,會使部份大試管中的水溢出來。

用兩手輕輕地握住兩個試管,小心迅速地把它們一起反轉,使管口朝下。大試管的水沿著管壁流下來(注意!不能有氣泡冒上去,否則就失敗了),小試管就像潛龍一樣,不但不會掉下去,反而快速地升上去了!

你還可以試著在小試管中,黏一些土,以增加小試管的重量,看看大氣壓力的真正本事究竟有多大。

這個實驗其實也是利用試管內外的壓力差:大試管的水沿著管壁流下來,由於沒有氣泡跑上去,大小試管中間空隙,就幾乎變成真空,內部的空氣壓力遠小於試管外的大氣壓力。這種壓力差,也大於小試管的重量。因此小試管就像神話裡的龍一樣,從潛伏的水中衝上去,準備升天囉!!

註:

波以耳定律:密閉容器內的氣體,它的壓力會隨著容器體積的變化而跟著改變。容器體積變大時,氣體壓力就變小。容器體積變小時,氣體壓力反而變大。