空气的秘密

卢羿舟

假期，我和爸爸妈妈一起读了有关空气的科普读物，发现了空气的秘密。

早在400多年前，就有科学家认为空气会产生相当大的压力，却遭到了当时科学家伽利略的反对。他认为，如果空气能产生相当大的压力，就会把人压趴下，甚至让人不得翻身。直到1643年，意大利科学家托里拆利设计了著名的水银柱实验，才证实了空气真的存在压力。托里拆利首先在一个玻璃管内灌满水银，排出空气，用手指紧紧堵住玻璃管的开口端，并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里，待开口端全部浸入水银槽内时，移开手指，将玻璃管竖直固定。这时，水银没有完全从玻璃管中流出来，剩下的水银高约为760毫米。

水银是一种液体，和水一样会从高处往低处流。托里拆利的这个实验说明有一种“看不见的力”托住了水银，不让它从玻璃管里流出来。这个力是不是空气的压力呢？当时的人们并不知道空气压力的存在，所以托里拆利的实验还不能让科学家心服口服。在托里拆利去世13年后的1660年，爱尔兰科学家波义耳做的一个实验才让人们确定这个“看不见的力”就是空气压力。波义耳在仔细思考后认为，如果能将托里拆利的实验在真空环境中重复一遍，且玻璃管中的水银仍然流不出来，那么这个“看不见的力”就不是空气带来的，否则它就是空气压力。为此，波义耳做了一套实验装置，包含1个大玻璃球和1个真空泵两个部分，大玻璃球的下方接着真空泵，通过真空泵能将大玻璃球里的空气全部抽掉。

波义耳先将装满水银的玻璃管倒立在水银槽内，再将它们一起放到大玻璃球中，接着用真空泵将大玻璃球内的气体抽出来。这时，有趣的现象发生了：随着空气被不断抽出，水银柱开始下降，直到最后完全从玻璃管内流了出来，实验彻底证明了空气是有压力的。

德国马德堡市的市长格里克在听说托里拆利的水银柱实验遭到人们的怀疑后，就想通过一个科学表演来向人们证明空气是有压力的。他请能工巧匠打造了两个特殊的铜制半球，当两个半球合在一起，就成了一个不漏气的空心铜球。

表演开始时，格里克先让人们把两个半球合拢并灌满水，然后将水全部抽掉，使球内形成真空，之后再给每个半球套上结实的带子，让16匹高头大马分成两队，分别用力向两边拉扯半球。起初，铜球丝毫没有要分开的意思。马夫接着大声吆喊、扬起马鞭，16匹马奋蹄向前，拼命拉拽......突然，“啪”的一声巨响，铜球终于分开了！这次科学表演就是后来人们都知道的马德堡半球实验。

這个实验说明，空气不仅有压力，还十分强大。可空气为什么会有压力呢？我推测，这个压力可能是由空气的质量产生的。为此，我做了一个小实验。

我准备了1个简易的天平和3只质量一样的气球，并给气球充气，红色气球充的气最少，蓝色和橙色气球充的气一样多。

我用两截相同大小的双面胶把充了气的红色气球和蓝色气球分别固定在天平的两端。此时，天平向更大的蓝色气球一端倾斜，这说明蓝色气球里的空气比红色气球里的空气重。我将红色气球取下来，换上和蓝色气球充气一样多的橙色气球。这时，天平恢复了平衡，这意味着两个同样大小的气球里的空气质量相等。这个实验证实了我的推测是正确的：空气确实有质量，而这个质量让空气有了压力。

既然空气压力这么大，为什么我们没有被压趴下呢？这是因为我们身体外存在的空气压力与身体内部的空气压力相等，内外压力互相抵消。所以，我们感受不到空气压力的存在。

但在有些情况下，我们还是可以感觉到空气压力的存在。比如，我们乘坐飞机起飞、降落或乘坐电梯快速上升、下降时，我们的耳朵就有可能感觉有点“嗡嗡”的，这就是因为周围的空气压力发生了变化，导致身体内外的大气压力不平衡，所以耳朵的鼓膜就有反应了。

大气压力这个在现在看来是常识的现象，却是经过好多科学家的不断努力才得以证实。他们想出各种巧妙的实验方法，创造出各类精密的实验设备，只为揭开空气压力神秘的面纱。他们的科学精神值得我们学习！