到底应该先煮温度计还是先煮气压计?

时间:2023-11-17 06:09:02

马克·吐温曾在《浪迹海外》一描写了他想象出来的一次旅行,这次旅行是在阿尔卑斯山。

令人烦恼的事情总算结束了。人们终于能休息一下了,而我也可以趁此机会好好想一想这次远征的科学性。首先,我想用气压计来测量我们所在位置的高度。非常遗憾的是,并没有得到任何结果。我曾经从一些科学读物中了解到,好像是气压计,又好像是温度计,需要煮一下才能显示出刻度来。我也不确定到底是温度计还是气压计,所以决定把两个一起煮一下。

可还是没什么结果。而且我看了看这两种仪器,发现它们都已经被煮坏了:气压计只剩一根铜指针,气压计盛水银的小球里,只剩下一点儿水银在晃了……

我找到了另外一根气压计,这个气压计是全新的。我把它放在厨师用来煮豆羹的瓦罐里煮了半个小时。这次又发生了一个意外情况:虽然仪器完全不能用了,豆羹汤里却弥漫着一股浓郁的气压计的味道。

厨师非常聪明,他马上把菜单上的汤换了个新名字。这道新美味得到了大家的一致赞美,所以我决定以明天开始就让人用气压计来做汤。虽然气压计已经完全煮坏了,可我并没有觉得可惜,因为它已经帮我测出了我们所在的高度,我再也不需要它了。

到底应该先煮温度计还是先煮气压计?

图 马克· 吐温用气压计煮汤。

不开玩笑了,我们先来确定一下这个问题:到底应该先煮温度计还是先煮气压计?

答案是温度计。原因就在于:水受到的压力越小,沸点就越低。关于这一点,我们从前面的实验就已经看出来了。随着山体高度不断增加,大气压力会逐渐减小,水的沸点也会随之降低。事实上,我们可以观察到在不同的大气压力下水的沸点如左表。

到底应该先煮温度计还是先煮气压计?

在瑞士的伯尔尼,那里的平均气压是713毫米汞柱,水在敞开的容器中的沸点是97.5℃。而到了欧洲的勃朗峰,气压只有424毫米汞柱,沸水的温度也随之降低,只有84.5℃。高度每上升1千米,水的沸点就下降3℃。也就是说,如果按照马克·吐温的说法——把温度计煮了一下,就相当于我们测出了水的沸点。对应表格来查一下,就可以推算出这个地方的高度了。这样推算的前提是,准备一张温度气压对照表。但对于这一点,马克·吐温“居然”没有想到。

这里需要用到的温度计是沸点测高温度计。这种仪器的精确度比气压计要高很多,而且携带起来也很方便。

当然了,我们也可以用气压计来直接测量高度,而且不用“煮”,气压计就能直接告诉我们大气压力了,其原理是:爬得越高,大气压力就越小。不过同样的,想要测量高度,我们就必须知道空气压力与海拔高度的变化关系,空气压力是如何随着海拔高度的增加而逐渐减小的。而马克·吐温似乎根本没有弄清楚这些关系,所以才想出了“气压计煮汤”。