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  • 1 # 逝去的青春451

    波義耳生於伯爵之家,是英國科學協會的會員。在1662年科學協會的會議上,羅伯特·胡克(Robert Hooke)宣讀了一篇論文,論文描述法國關於“空氣彈性”的實驗。17世紀,科學家對空氣特徵產生了濃厚興趣。

    法國科學家制造了一個黃銅氣缸,中間裝有活塞,安裝得很緊。幾個人用力按下活塞,壓縮缸裡的空氣。然後,他們鬆開活塞,活塞彈回來,但是沒有全部彈回來。不論他們隔多長時間做一次實驗,活塞總是不能全部彈回來。

    透過這項實驗,法國科學家聲稱空氣根本不存在彈性,經過壓縮,空氣會保持輕微的壓縮狀態。

    波義耳宣稱法國科學家的實驗不能說明任何問題。他指出,活塞之所以不能全部彈回來,是因為他們使用的活塞太緊。有人反駁道,如果活塞稍松,四周就會漏氣,影響實驗。

    羅伯特·波義耳許諾要製造一個鬆緊適中的絕好活塞,證明上述實驗是錯誤的。

    兩週後,羅伯特·波義耳手持“U”形大玻璃管站在眾會員面前。這個“U”形玻璃管是不勻稱的,一支又細又長,高出3英尺多,另一支又短又粗,短的這支頂端密封,長的那隻頂端開口。

    波義耳把水銀倒進玻璃管中,水銀蓋住了“U”形玻璃管的底部,兩邊稍有上升。在封閉的短管中,水銀堵住一小股空氣。波義耳解釋,活塞就是任何壓縮空氣的裝置,水銀也可以看作“活塞”。向法國實驗所期望的那樣,波義耳的做法不會因為摩擦而影響實驗結果。

    波義耳記錄下水銀重量,在水銀和空氣交界處刻了一條線。他向長玻璃管中滴水銀,一直把它滴滿。這時,水銀在短玻璃管中上升到一半的高度。在水銀的擠壓下,堵住空氣的體積變成不到原來的一半。

    在短玻璃管上,波義耳刻下了第二條線,標示出裡面水銀的新高度和堵住空氣的壓縮體積。

    然後,透過“U”形玻璃管底部的閥門,他把水銀排出,直到玻璃活塞和水銀的重量與實驗開始時的重量完全相等。水銀柱又回到它實驗開始的高度,堵住的空氣又回到它當初的位置。空氣果真有彈性,法國科學家的實驗是錯誤的,波義耳是正確的。

    羅伯特·波義耳用玻璃活塞繼續實驗,發現了很多值得注意的事情。當他向堵住的空氣施加雙倍的壓力時,空氣的體積就會減半;施加3倍的壓力時,體積就會變成原來的1/3。當受到擠壓時,空氣體積的變化與壓強的變化總是成比例。他建立了一個簡單的數學等式來表示這一比例關係,現在我們稱之為“波義耳定律”。就認識大氣、利用大氣為人類服務而言,這一定律是極為重要的。

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