小实验:证明空气有质量
一般情况下,物体的质量可以用天平直接测量,但是气体有没有质量呢?从微观角度来讲,气体是由分子组成的,分子有质量,当然空气也有质量了,但是能不能用实验来证明呢?中学我们使用的质量测量仪器为天平,能不能用托盘天平证明呢?
笔者曾想,将一个较大的气球放在调节好的天平上面,调节天平平衡,然后将天平打满气,再放在天平上面,天平应该不在平衡,打气后,气球质量增加,天平指针应该偏左,但事实并不是这样,天平几乎没有变化。
假如说气球打满气后的体积为 1L,根据空气的平均密度为1。29KG/M3,可知气球内空气的质量为约1。29G,绝对可以使得天平不再平衡,但事实上并没有看到上面的现象。
原因何在呢?
事实上,我们忽略了一个重要的因素:空气的浮力。
气球打气以前,体积很小,所受浮力可以忽略不记,但是打气后,体积增大,此时的浮力就不可以忽略了。
我们设气球的质量为M0,空气的密度为P0,打气后,气球的体积为V,内部空气的密度为P
打气前,气球对天平左盘的压力为:
F1=G0=M0* g
打气后,气球对天平左盘的压力应为此时的重力和受到的浮力的合力:
F2=G0+PgV-
一般情况下,物体的质量可以用天平直接测量,但是气体有没有质量呢?从微观角度来讲,气体是由分子组成的,分子有质量,当然空气也有质量了,但是能不能用实验来证明呢?中学我们使用的质量测量仪器为天平,能不能用托盘天平证明呢?
笔者曾想,将一个较大的气球放在调节好的天平上面,调节天平平衡,然后将天平打满气,再放在天平上面,天平应该不在平衡,打气后,气球质量增加,天平指针应该偏左,但事实并不是这样,天平几乎没有变化。
假如说气球打满气后的体积为 1L,根据空气的平均密度为1。29KG/M3,可知气球内空气的质量为约1。29G,绝对可以使得天平不再平衡,但事实上并没有看到上面的现象。
原因何在呢?
事实上,我们忽略了一个重要的因素:空气的浮力。
气球打气以前,体积很小,所受浮力可以忽略不记,但是打气后,体积增大,此时的浮力就不可以忽略了。
我们设气球的质量为M0,空气的密度为P0,打气后,气球的体积为V,内部空气的密度为P
打气前,气球对天平左盘的压力为:
F1=G0=M0* g
打气后,气球对天平左盘的压力应为此时的重力和受到的浮力的合力:
F2=G0+PgV-
