在法国也有一位具有表演天赋的科学家,他就是布莱斯·帕斯卡(Blaise Pascal)。他重复了托里拆利的实验,但是分别使用了水和酒来代替水银。
帕斯卡选择了在法国鲁昂进行这个实验,其观众多达数百人。实验用的管子长达15米,通过可倾斜式桅杆可以将管子竖起来与地面垂直。之所以要用这么长的管子,是因为水和酒的密度比水银小约15倍,由此大气压力支撑的液柱高度会增加15倍,总共增加约11米高。这个实验的影响力和其规模一样庞大,人们拭目以待:水和酒,哪个液柱会高一些呢?
在你作出判断之前,你必须知道两件事:酒的密度比水小,即每升体积更大一些,但是酒更易挥发(鼻子能闻到酒味就是因为酒挥发出来的蒸汽),相应水的挥发性就差很多了(除非被强力氯化)。仅考虑重量时,显然密度更大的水形成的水柱比酒形成的酒柱要低,这与水银柱比水柱和酒柱都要低是一个道理。但是,液柱下降后,在管子顶端形成的空间内会发生什么呢?
我们必须考虑到在当时没有人相信真空的存在——“无”的理念在当时被认为是无稽之谈。当时的一种“解释”认为,是液体挥发的蒸汽弥漫并占满了管子的顶端空间,所以挥发性越强的液体上端形成的空间应该越大。那么根据这个理论,酒挥发性更强,因此上端的空间更大,液柱自然越低。然而,如果是大气压力作用于液柱周围的液面从而支撑起液柱,那么更轻的酒形成的酒柱就应该低于水柱——酒柱和水柱都高于水银柱也是相同原因。
帕斯卡用实验给出了答案,他将两个管子分别加满水和酒,再将管子竖立,其高度远远高于周围的屋顶。结果显示,酒柱比水柱高。就此,帕斯卡证明了挥发气体并不是上部空腔形成的原因;大气压力决定了液柱的高度。而液柱上方的空间里空无一物,那里就是真空(3) 。