高光华教授

今年4月，宁海县实验小学教育集团金桥校区学校科技节上，老师们特地定做了一对直径37厘米的复刻版“马德堡半球”，师生共同还原了这场300多年前的实验。

    “高山、陆地和河流里的大气压均不一样，那为什么地球不会受气压影响而膨胀收缩呢？”

    “书上的水只有三种形态，那么是不是还有第四种形态呢？”

    近日，第七季“考考科学家”向宁波市的小朋友们发起征集。短短两周，我们收到很多关于大气压的问题，经过整理筛选，发给了清华大学化学工程系高光华教授。

    最近，我们收到高光华教授的回信。

    在信中，高教授这样写道：“宁波的小朋友们，你们好，我收到了你们的问题，被你们好学和提问探索的精神所感动，也欣赏你们的大胆想象力。”他在信里写道，“下面我尝试回答你们的问题，并与你们一起学习讨论。”

    □现代金报 | 甬上教育

    记者 林涵茜

    通讯员 林彬

    听完讲座后意犹未尽

    继续“考考科学家”

    “高教授您好，上次您在学校的讲座，让我学习到了大气压、蒸气压和水的相关知识，关于大气压，我还有些疑惑。地球上，高山、陆地和河流里的大气压均不一样，那为什么地球不会受气压影响，而膨胀收缩呢？”北仑区高塘学校702班的耿赫在听完相关讲座后提问，想从科学家的口中得到答案。

    对此，高教授细心地做了解答，他说：“为什么地球不受气压影响膨胀压缩呢？那是大气的压力仅1个大气压，相当于10米水柱的压力，力量太小。而地球有坚硬的地幔和岩石，不可能将地球压缩。”

    宁波三中2302班的李志豪同学则更加关注蒸气压的工程应用问题。他问：“高教授，请问您提到用液氦冷却新型的核反应堆，但是氦气沸点低，如果出问题的话，造成的危险不是更大，更难控制吗？”

    “当然是在冷冻设备里运行了。”高教授回答道，“液氦沸点低，以保持液体状态，且冷冻系统是绝对密封的，这样才安全。”

    学生踊跃提问，追问“马德堡半球”秘密

    此次活动，收到了许多来自宁海县实验小学教育集团孩子们的提问，问的问题十分有趣，比如大气压强消失是不是意味着引力也消失了？那么马德堡半球中的真空状态，是不是也没有重力了呢？

    这是宁海县实验小学教育集团金桥校区307班徐悠然的问题，记者了解到，学校里科学老师们曾经做过“马德堡半球实验”。

    “马德堡半球实验”是1654年时，马德堡市长为了验证托里拆利关于大气压强的理论而进行的一项实验。他和助手制作两个半球，直径14英寸，约37厘米，最终用16匹大马将内部处于真空状态下的半球成功分开。

    在学校科技节上，老师们特地定做了一对直径37厘米的复刻版“马德堡半球”，师生共同还原了这场300多年前的实验。实验开始，40名学生首先登场，却没有在大气压手里占到一点便宜。最后人数逐渐增加到80人，“嘭”的一声，半球应声打开。

    “神奇啊，原来大气压强这么厉害！”同学们兴奋地表示，不少同学激动地跳了起来，对于孩子们来说，这无疑是一次全新的体验。

    但是，马德堡半球在真空状态下是不是就做不成实验了？

    答案是肯定的。高教授说：“大气压消失是由于没有空气了，如是在太空这样的真空环境下，也做不成马德堡半球实验了。”

    徐悠然同学还在活动上问道：“大气压强产生的原因是不是因为地球自身的引力产生的空气重力的叠加？如果是这样的话，那么如果我们用一根非常尖的针，是不是可以在地球引力的作用下穿透地面到达地心呢？”

    高教授回答道：“大气压的产生确实是由地球与大气的万有引力造成的，万有引力的大小与物体的质量有关。针的质量太小了，引力也很小。如果你将针抛在空中，它只会乖乖落到地面上，而不会钻到地心里，不信你可做个实验。”

    自己动手实验，发现大气压的有趣现象

    “高教授您好，我有个问题想问，在空矿泉水瓶的瓶身和盖子上都打一个洞，然后插上吸管（瓶身上吸管短，瓶盖上吸管长），瓶身上的吸管用胶水固定，瓶盖上的吸管可以自由上下运动。灌满水后，一开始不漏水，将长吸管往上拔出来一段后，流水了；再将长吸管按回原来的位置，又不漏水了。而且，长吸管向上移动越多，水喷出得越远。这究竟是为什么呢？”

    宁海县实验小学教育集团404班阮佳淼在实验中发现了这个有趣的现象，遇上了“考考科学家”的活动，正好向科学家提出自己的疑惑。

    高教授解答：“瓶里装满水，排空了瓶内的空气，瓶盖上的吸管封住了，空气进不来。瓶侧的吸管连通大气，大气是10米水柱，瓶内侧上的水柱很短，则大气顶住了瓶内的小水柱，故水流不出来。你提拉吸管，密封不严，空气从缝隙中进入瓶子，水就流出来了。”

    该校307班陈朴远同学也尝试着做了一个实验，往空酒瓶里灌满水，盖上一张餐巾纸后，倒过来，水没有从瓶口流出，是因为有大气压的作用，但是在倒放着的时候，迅速往瓶口插入一根牙签，牙签马上跑到了瓶底，此时瓶口的餐巾纸上已经有了一个小孔，但是水不会从小孔中流出来，这是为什么呢？

    其实，将空瓶灌满水，且排空了瓶内的空气，用餐巾纸粘住瓶口，不再有空气进去了。高教授继续解释道：“但是你再次倒过来，空气的大气压10米水柱远超瓶内的小小水柱，水不会流出来，插了个牙签，大气压力会把牙签压进去，小孔足够小，进去的空气极少，水一时流不出来。但时间一长，空气进的足够多，水最后还是会流光的。”

    考考科学家

    小朋友们 

    我们等待你的“挑战”

    爱探索、能探索是孩子的天性。

    科学家对很多小朋友来说是“神”一样的存在，有一天他出现在你面前，你会和他说什么呢？

    近期，《现代金报·宁波教育》将持续联合宁波青少年科技中心，邀请宁波小朋友们一起，打开你的脑洞，发挥你的想象，参与到《考考科学家》的活动中来。

    让我们像科学家一样思考，像科学家一样开始“像模像样”的研究。“问号”少年们，快给科学家出难题吧，我们期待你的问题。