拓展空盒氣壓計的實際應用
為使空盒氣壓計實現“一表多用”,應開動腦筋,多想辦法,充分發揮其潛在功能,拓展其應用范圍。現舉例如下:
測量地理高度
大氣壓數值隨地理高度不同而變化,存在如下實驗規律:
在海拔高度2000米以內,大約每升高12米,大氣壓減少133Pa。例如,若在某山頂上用空盒氣壓計測得大氣壓值為88Kpa,則該山頂的海拔高度可依下公式計算出:
P0-P/133×12=(101.3-88)×103/133×12=1,200(米)
其中,標準大氣壓P0=1.013×105Pa。在空盒氣壓計環形刻度盤上標示出與各個大氣壓數值相對應的一系列海拔高度值,便可由空盒氣壓計直接讀出所測地方的海拔高度,于是空盒氣壓計便成為一個高度計。
預報晴雨天氣
大氣壓與天氣緊密相關。一般說來,晴天的大氣壓比陰天的高,冬天的大氣壓比夏天的高。對于某地來說,如果用空盒氣壓計測出當地一年四季中晴天和雨天的一系列大氣壓值,分析這些數據,不難從中找出晴天和雨天大氣壓的變化規律。運用這一規律,也就可以對該地的晴雨天氣變化作出較為準確的預報。因此,空盒氣壓計從理論上講可以作為一個晴雨計。
驗證規律
氣體壓強的大小取決于氣體分子的密度和平均動能,而氣體分子的平均動能,又與氣體的溫度有關系。利用空盒氣壓計和其它儀器、器材做實驗,不難發現氣體儀器的變化規律。
(1)驗證氣體儀器大小與氣體分子密度的關系
準備一個可打氣、抽氣兩用唧筒,先用其打氣咀與空盒氣壓計通氣管連接,推動唧筒活塞打氣幾次,由于氣壓計內氣體增多,氣體分子密度增大,可以看到氣壓計指針示數增大,表明此時氣壓計內氣體壓強也增大。再換唧筒抽氣咀與空盒氣壓計通氣管連接,緩慢推動唧筒活塞抽氣,由于氣壓計內氣體減少,氣體分子密度減小,可以看到氣壓計指針示數減小,表明此時氣壓計內壓強也減小。應特別強調指出,在上述實驗中,無論用唧筒打氣或抽氣,都應嚴格監控氣壓計的指針示數,使之不超過空盒氣壓計的上、下限范圍,否則將對其造成損壞。
(2)驗證氣體儀器與氣體分子平均動能的關系
可以用兩個小實驗來做。
第一個實驗,是將處在空氣中空盒氣壓計作為研究對象,記錄氣壓計指針的示數p1與溫度t1;然后將空盒氣壓計放入冰箱冷藏室中,經過一段時間,打開冰箱門對它迅速讀數,記錄氣壓計的示數P2與溫度t2,比較兩次實驗數據,不難發現:t1>t2,P1>P2。即隨著溫度的升高,氣體否則的平均動能增大,氣體壓強也增大。
第二個實驗,是分別用浸過熱水與冷水的濕毛巾,敷在空盒氣壓計的鋼化玻璃外殼上,氣壓計通氣管用橡皮管夾緊,分別記錄氣壓計的指針示數與溫度并比較之,也可以得出與上相同的結論。