帕斯卡

帕斯卡

压强单位
帕斯卡(Pascal)是国际单位制中表示压强的基本单位,简称帕。符号Pa。为纪念法国物理学家与数学家帕斯卡而命名。
    中文名:帕斯卡 外文名:Pascal 适用领域: 所属学科: 属 性:压强单位 简 称:帕(Pa) 换 算:1Pa=1N/m²=1kg/(m·s²)

帕斯卡[Pascal]

简称:帕(Pa)

压强:物体所受压力与受力面积之比

1帕斯卡=1牛顿/平方米(1N/㎡)

P=F/S(F为压力,S为受力面积) P=ρgh(ρ为液体或气体密度或固体柱体密度,g为重力加速度,约合9.8N/kg,h为深度或固体柱体高度)

1MPa(兆帕)=1000kpa(千帕)=1000000Pa(帕)

1标准大气压=101325牛顿/米^2,即为101325帕斯卡(Pa)=760mm 汞柱所产生的压强.

帕斯卡与其他压力单位的换算:

1 Pa= 1 N/m² = 1(kg·m/s²)/m² =1kg/(m·s²)

= 0.01毫巴(mbar)

= 0.00001巴(bar)

= 十万分之一(公斤力/平方厘米)

帕斯卡桶裂实验及托里拆利实验

帕斯卡实验

帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的底面积较小,几杯水灌进去,其深度h很大,造成压强也很大。

这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。 一个容器里的液体,对容器底部产生的压力仅为液体自身的重量,但是却能使桶裂开,这对许多人来说是不可思议的。

改进

该实验装置高度太高不便在教室里演示,可启发学生思考:能否把所有的装置都相应地缩小呢?答案是否定的。接着再问:管长减小了,液体压强减小了,液体对木桶的压力必定减小;而桶尽管缩小了,但其耐压性几乎不变,桶就不可能裂开,能否用其它物体来模拟“裂桶”呢?学生自然会想到用耐压性较低的物体来代替(如薄塑料袋)。比较装满水的塑料袋在同质量的一杯水与一管水作用下不同情形,液体压强的实质就非常容易理解了。

取一个演示液体测压强用的大广口瓶(直径约30厘米,高约40厘米),在瓶下部的侧壁管口用橡皮薄膜扎紧密封,将红色的水从瓶口倒入,随着瓶中水位的升高,侧管的橡皮薄膜渐渐鼓出,可以看到,即使灌满水后,薄膜鼓出的程度也并不十分明显(图1)。这说明虽然瓶中装了很多很重的水,但对侧壁的压强并不很大。再取一根1米长的托里拆利玻璃管,通过打有小孔的瓶塞插入大瓶中,并把塞塞紧密封。让一个学生站到凳子上将烧杯中的水用漏斗渐渐灌入管中(图2),当玻璃管中红色水升高50厘米以上时,只见大瓶侧管的橡皮薄膜大幅度鼓出,现象生动明显。

因为液体的压强等于密度、深度和重力加速度常数之积。在这个实验中,水的密度不变,但深度一再增加,则下部的压强越来越大,其液压终于超过木桶能够承受的上限,木桶随之裂开。

帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关。

托里拆利实验

托里拆利实验测出了大气压强的具体数值。在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开堵管口的手指时,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm。

管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在。由液体压强的特点可知,水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760毫米水银柱下等高处的压强应是相等的。水银槽液体表面的压强为大气压强,由于玻璃管内水银柱上方是真空的,受不到大气压力的作用,管内的压强只能由760mm高的水银柱产生。因此,大气压强与760毫米高的水银柱产生的压强相等,而水银柱的压强=ρgh约为100000Pa。

通常情况下,表示气体压强的常用单位有帕斯卡、毫米水银柱(毫米汞柱)、厘米水银柱(厘米汞柱)、标准大气压,它们的符号分别是Pa、mmHg、cmHg、atm。

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