故事2:能屈能伸的气体
在节日活动中,我们经常会买一些彩色气球来布置房间。当你挤压一只气球的时候,会发现相同数量的气体被压缩到了一个更小的体积。
这个简单常见的现象却包含了一个十分重要的科学规律。这就是著名的波义耳-马略特定律:一定质量的气体,在温度不变时,它的体积与压强成反比。
英国科学家波义耳于1662年发现了这一规律,因此英国人把它称为波义耳定律。
1676年,法国科学家马略特(1620—1684)也发现了这个规律。马略特的发现虽然要晚上14年,但是他是完全独立地发现的。后人把他俩的发现合称波义耳-马略特定律,简称波马定律。
在日常生活中我们还能找到很多体现这个定律的事例。
篮球场上,我们每一次拍球都启动了波义耳-马略特定律。当篮球接触地面的一瞬间,篮球因挤压而体积变小,从而内部气体的压强变大(这样篮球内外的压强又保持了平衡)。而当篮球离开地面的一瞬间,恰好是这一定律的另一面,篮球体积变大,内部气体的压强变小。
充气的自行车车胎也一样,当你骑上自行车的时候,实际上,你也在无意中启动了波义耳-马略特定律。
呵呵,没有想到吧,原来你也是一个魔法大师啊。
这年头,魔法很流行。会魔术的可不仅仅只有我们人类,水中的鱼儿也是高手啊。
鱼儿吐出的气泡似乎在告诉我们,我吐出的不仅仅是气泡,更是波马定律啊!如果把水换成空气,气泡换成氢气球,情形会如何呢?
路上的小朋友都喜欢手牵着一个氢气球,一不小心,氢气球就飞上天空。氢气球在上升过程中,体积也会不断增大,直至气球停在某一高度或爆掉为止(当然,在这种情况下,我们忽略了随高度上升大气温度降低的因素)。
将小朋友手上拿的氢气球放大一下,就可以成为用于气象探测的气球。
气象气球下面携带一个气象工具包,里面装有无线电发报机和测量工具。气球在上升过程中,测量工具包不断测量气压、相对湿度、气温等数据并传送给地面。
在海拔15000米的高空,大气压强仅为地面的十分之一。当气球位于这一高度时,它的体积将是地面上的10倍。
当气球爬升至离地面3万米的高度时,气球就会爆裂。然后,降落伞便会携带工具包安全降落至地面。
小知识:沉迷于实验的波义耳
1644年,波义耳回国,父亲已经去世,给他留下了一份丰厚的遗产(一座城堡)。波义耳十分崇拜海尔蒙特(是不是很巧合,这位超级富二代的偶像也是一位富二代),他也为自己创建了一个实验室,整日沉浸于实验之中。1668年,波义耳移居伦敦。1691年在伦敦去世,死前捐献了所有财产。