中國古代趣味物理實(shí)驗(yàn)：“虛管懸液”

“虛管懸液”實(shí)驗(yàn)

唐代王冰注解《黃帝內(nèi)經(jīng)素問》時(shí)指出：“虛管溉滿，捻上懸之，水固不泄，為無升氣而不能降也。”意思是：用手指捏住空管的一端，將管中灌滿水后倒過來，水不會從管中流出。因?yàn)橥饷娴目諝獠荒苓M(jìn)入管中，所以管里的水不會流出來。

這就是“虛管懸液”實(shí)驗(yàn)，它證明了大氣壓強(qiáng)的存在。當(dāng)管中充滿水后，空氣不能進(jìn)入管中。將管倒過來，管內(nèi)壓強(qiáng)為水壓，其值通常小于管外的大氣壓強(qiáng)，故水“懸”在管中。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是從“瓶子倒水”實(shí)驗(yàn)演繹過來的。

早在南北朝的《關(guān)尹子》一書就已指出：“瓶有二竅，水實(shí)之則倒瀉，開一則水不下，蓋不升則水不降。”意思是：在密封的瓶上開兩個(gè)小孔，瓶中灌滿水，水就會從瓶中倒出。若只在瓶中開一個(gè)小孔，水是倒不出來的。因?yàn)榇藭r(shí)空氣不能在瓶中對流。很顯然，上下兩端開口的瓶子，下口上面壓強(qiáng)為一個(gè)大氣壓加水壓，下面壓強(qiáng)是一個(gè)大氣壓，這種情況下水會從下口流光。但將瓶的上口封住時(shí)，水向下滴落一點(diǎn)點(diǎn)后，瓶內(nèi)氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，當(dāng)瓶內(nèi)氣壓減小量與瓶中水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等時(shí)(有時(shí)只要水的下表面向外凸出一點(diǎn)點(diǎn)就行)，水就不會流出來了。

該實(shí)驗(yàn)，常有教師在講到大氣壓作用時(shí)，用“試管履行”來演示。

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