17世纪时伟大的科学家伽利略用实验证明空气什么？
证明空气是有质量的。
在古代，虽然古希腊的一些哲学家，如柏拉图等已经假定空气是有重量的，可是他们无法称出这个重量，因而人们一直认为空气是没有重量的。到了17世纪，伟大的科学家伽里略做了试验，证明了空气是有重量的。
最早的试验很简单，伽里略用气泵向一个大玻璃杯打足气，也就是用加压的办法使瓶中多装一些空气。这时，用天平称称它的重量，记下来。然后，把瓶口打开，那些多装的空气跑了出来，这时再称称重量。结果，瓶子变轻了。
扩展资料：
200多年前法国科学家拉瓦锡（Lavoisier，1743～1794）用定量试验的方法测定了空气成分。他把少量汞放在密闭容器中加热12天，发现部分汞变成红色粉末HgO，同时，空气体积减少了1/5左右。通过对剩余气体的研究，他发现这部分气体不能供给呼吸，也不助燃，他误认为这全部是氮气。
拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器中再加热，得到汞和氧气，且氧气体积恰好等于密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器，所得气体和空气性质完全相同。通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气占其中的1/5。
参考资料：百度百科-伽利略
1640年10月的一天，万里无云，在离佛罗伦萨集市广场不远的一口井旁，意大利著名科学家伽利略在进行抽水泵实验。他把软管的一端放到井水中，然后把软管挂在离井壁三米高的木头横梁上，另一端则连接到手动的抽水泵上。抽水泵由伽利略的两个助手拿着，一个是富商的儿子——32岁，志向远大的科学家托里拆利，另一个是意大利物理学家巴利安尼（Giovanni Baliani)。
托里拆利和巴利安尼摇动抽水泵的木质把手，软管内的空气慢慢被抽出，水在软管内慢慢上升。抽水泵把软管吸得像扁平的饮料吸管，这时不论他们怎样用力摇动把手，水离井中水面的高度都不会超过9.7米。每次实验都是这样。
伽利略提出：水柱的重量以某种方式使水回到那个高度。
1643年，托里拆利又开始研究抽水机的奥妙。根据伽利略的理论，重的液体也能达到同样的临界重量，高度要低得多。水银的密度是水的13.5倍，因此，水银柱的高度不会超过水柱高度的1/13.5，即大约30英寸。
托里拆利把6英尺长的玻璃管装上水银，用软木塞塞住开口段。他把玻璃管颠倒过来，把带有木塞的一端放进装有水银的盆子中。正如他所预料的一样，拔掉木塞后，水银从玻璃管流进盆子中，但并不是全部水银都流出来。
托里拆利测量了玻璃管中水银柱的高度，与他料想的一样，水银柱的高度是30英寸。然而，他仍在怀疑这一奥秘的原因与水银柱上面的真空有关。
第二天，风雨交加，雨点敲打着窗子，为了研究水银上面的真空，托里拆利一遍遍地做实验。可是，这一天水银柱只上升到29英寸的高度。
托里拆利困惑不解，他希望水银柱上升到昨天实验时的高度。两个实验有什么不同之处呢？雨点不停地敲打着玻璃，他陷入沉思之中。
一个革命性的新想法在托里拆利的脑海中闪现。两次实验是在不同的天气状况下进行的，空气也是有重量的。抽水泵奥秘的真相不在于液体重量和它上面的真空，而在于周围大气的重量。
托里拆利意识到：大气中空气的重量对盆子中的水银施加压力，这种力量把水银压进了玻璃管中。玻璃管中水银的重量与大气向盆子中水银施加的重量应该是完全相等的。
大气重量改变时，它向盆子中施加的压力就会增大或减少，这样就会导致玻璃管中水银柱升高或下降。天气变化必然引起大气重量的变化。
托里拆利发现了大气压力，找到了测量和研究大气压力的方法。
最早的试验很简单,伽里略用气泵向一个大玻璃杯打足气,也就是用加压的办法使瓶中多装一些空气.这时,用天平称称它的重量,记下来.然后,把瓶口打开,那些多装的空气跑了出来,这时再称称重量.结果,瓶子变轻了.这是为什么呢?伽里略认为,这是打进去的空气又跑出来的缘故.很显然减轻的重量应当为跑出来的空气的重量.
接着,伽里略又做了一个试验,想找出空气的比重.他找一个装满空气、又不让空气漏掉的圆筒,然后把水灌进圆筒,使水占有圆筒四分之三的容积.换句话说,把圆筒的空气压缩到原来体积的四分之一.设放进圆筒的水重l千克,但圆筒称了后,重量却超过了水重加上原来圆筒的重量.这超过的重量恰是圆筒内被水压缩的那四分之三容积的空气重.这时只要将这个超出数除以水重就得出了空气的比重.伽里略计算的结果,空气的重量只有水重的四百分之一,即0.0025克/每立方厘米,但这个数字是不准确的,因为后来人们用精确的试验测定,在接近地面的空气层里,l立方厘米的空气重0.00129克.
伽利略认为实验是知识的唯一源泉，深信自然之书是用数学语言写的，只有能归结为数量特征的形状、大小和速度才是物体的客观性质。伽利略对17世纪的自然科学的发展起了重大作用，改变了人类对物质运动和宇宙的认识。
为了证实和传播哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此受到教会迫害，并被终身监禁。他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略的科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学史上都占有极其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点，更创立了研究自然科学的新方法。
他做这种试验的目的应该是想测量出空气的特性，例如通过加压来确定空气的可压缩性，压力与其他参数的关系，制作出空气的计算特性曲线或表格，为今后的科学实验打下基础。如果空气不能压缩，则会立即损坏玻璃瓶，而空气的主要参数例如温度压力重量等都是比较容易获得的，但试验过程是很必要的。
在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。
（1）气体压强的定义
气体作用在容器壁单位面积上的压力就是气体的压强。
ρ=F/S
（2）气体压强产生的原因
从分子动理论可知，气体的压强是大量分子频繁地碰撞容器壁而产生的。单个分子对容器壁的碰撞时间极短，作用是不连续的，但大量分子频繁的碰撞器壁，对器壁的作用力是持续的、均匀的，这个压力与器壁面积的比值就是压强大小。
（3）压强的单位
国际制单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。
常用单位：标准大气压。
1atm=1.013×10^5Pa=760mmHg
（4）计算压强的方法
通常有平衡条件法和牛顿运动定律法。
气压的大小与海拔高度、大气温度 、大气密度等有关，一般随高度升高按指数律递减。气压有日变化和年变化。一年之中，冬季比夏季气压高。一天中，气压有一个最高值、一个最低值，分别出现在9～10时和 15～16时，还有一个次高值和一个次低值，分别出现在21～22时和3～4时。气压日变化幅度较小，一般为0.1～0.4千帕，并随纬度增高而减小。气压变化与风、天气的好坏等关系密切，因而是重要气象因子。通常所用的气压单位有帕(Pa)、毫米水银柱高(mm·Hg)、毫巴(mb)。它们之间的换算关系为：100帕＝1毫巴≈3／4毫米水银柱高。气象观测中常用的测量气压的仪器有水银气压表、空盒气压表、气压计。101.325千帕的气压(760毫米贡柱），称为标准大气压，它相当于在重力加速度为9.80665米／秒2，温度为0℃时760毫米垂直水银柱高的压力,标准大气压最先由意大利科学家托利拆利测出.
相关词：
气压表：测量气压的仪器，最常见的有水银气压表和空盒气压表两种。也是比较准确的几种仪器...
在三个世纪以前，德国的马德堡市曾公开做了一个实验，市长,发明抽气机的奥托.格里克将两个直径为37厘米的空心铜半球合起来，使之密不漏气，然后用抽气机把铜球里的空气抽掉。在每个半球的环上各拴上四匹壮马同时向相反方向拉，两个半球无法分开。最后，用了20匹大马，随着一声巨响铜球才一分为二。
这就是著名的马德堡半球实验。该实验说明，空气不仅是有压力的，而且这个压力还很大。一个成年人的身体表面积平均为2平方米，他全身所受的大气压力为20万牛顿。
气压即大气压强。空气是有重量的，气压是指大气施加于单位面积上的力。所谓某地的气压，就是指该地单位面积垂直向上延伸到大气层顶的空气柱的总重量。
气象上常用百帕做为气压的度量单位。具体是这样规定的：把温度为0℃、纬度为45度的海平面作为标准情况时的气压，称为1个大气压，其值为760毫米水银柱高，或相当于1013.25百帕。
发现气压的伟大意义
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大气具有重量，并且向我们施加压力，这是一件非常简单并且似乎显而易见的现象。然而，人们却感觉不到。气压已经成为你生活中的一部分，所以你意识不到它。早期的科学家也是这样，他们从来都没有考虑到空气和大气层有重量。
托里拆利的发现是正式研究天气和大气的开端，让我们开始了解大气层，为牛顿和其他科学家研究重力奠定了基础。
这一新发现同时使托里拆利创立了真空的概念，发明了气象研究的基本仪器——气压计。
气压的发现历程
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1640年10月的一天，万里无云，在离佛罗伦萨集市广场不远的一口井旁，意大利著名科学家伽利略在进行抽水泵实验。他把软管的一端放到井水中，然后把软管挂在离井壁三米高的木头横梁上，另一端则连接到手动的抽水泵上。抽水泵由伽利略的两个助手拿着，一个是富商的儿子——32岁，志向远大的科学家托里拆利，另一个是意大利物理学家巴利安尼（Giovanni Baliani)。
托里拆利和巴利安尼摇动抽水泵的木质把手，软管内的空气慢慢被抽出，水在软管内慢慢上升。抽水泵把软管吸得像扁平的饮料吸管，这是不论他们怎样用力摇动把手，水离井中水面的高度都不会超过9.7米。每次实验都是这样。
伽利略提出：水柱的重量以某种方式使水回到那个高度。
1643年，托里拆利又开始研究抽水机的奥妙。根据伽利略的理论，重的液体也能达到同样的临界重量，高度要低得多。水银的密度是水的13.5倍，因此，水银柱的高度不会超过水柱高度的1/13.5，即大约30英寸。
托里拆利把6英尺长的玻璃管装上水银，用软木塞塞住开口段。他把玻璃管颠倒过来，把带有木塞的一端放进装有水银的盆子中。正如他所预料的一样，拔掉木塞后，水银从玻璃管流进盆子中，但并不是全部水银都流出来。
托里拆利测量了玻璃管中水银柱的高度，与他料想的一样，水银柱的高度是30英寸。然而，他仍在怀疑这一奥秘的原因与水银柱上面的真空有关。
第二天，风雨交加，雨点敲打着窗子，为了研究水银上面的真空，托里拆利一遍遍地做实验。可是，这一天水银柱只上升到29英寸的高度。
托里拆利困惑不解，他希望水银柱上升到昨天实验时的高度。两个实验有什么不同之处呢？雨点不停地敲打着玻璃，他陷入沉思之中。
一个革命性的新想法在托里拆利的脑海中闪现。两次实验是在不同的天气状况下进行的，空气也是有重量的。抽水泵奥秘的真相不在于液体重量和它上面的真空，而在于周围大气的重量。
托里拆利意识到：大气中空气的重量对盆子中的水银施加压力，这种力量把水银压进了玻璃管中。玻璃管中水银的重量与大气向盆子中水银施加的重量应该是完全相等的。
大气重量改变时，它向盆子中施加的压力就会增大或减少，这样就会导致玻璃管中水银柱升高或下降。天气变化必然引起大气重量的变化。
托里拆里发现了大气压力，找到了测量和研究大气压力的方法。
最早证明空气有质量的科学家是：伽利略。
最早的试验很简单，伽里略用气泵向一个大玻璃杯打足气，也就是用加压的办法使瓶中多装一些空气，这时，用天平称称它的重量，记下来，然后，把瓶口打开，那些多装的空气跑了出来，这时再称称重量，结果，瓶子变轻了，实验证明了空气是有质量的。
空气的特点：
能占据空间，能流动，没有固定的形状，易压缩，重量很轻。
伽利略介绍：
伽利略是意大利数学家、物理学家、天文学家，科学革命的先驱，伽利略发明了摆针和温度计，在科学上为人类作出过巨大贡献，是近代实验科学的奠基人之一，对17世纪的自然科学和世界观的发展起了重大作用，从伽利略、牛顿开始的实验科学，是近代自然科学的开始。
伽利略的实验科学：
在研究中，伽利略十分重视观察和实验的作用，他又善于在观测结果的基础上提出假设，运用数学工具进行演绎推理，看是否符合于实验或观察结果，如在自由落体的实验中，他让水滴相继地从同处下落，每两滴时间间隔相同。
空气的质量：
1公斤空气是0.773立方米，一斤空气等于0.3865立方米，空气是混合气体，氦气占78%，氧气占21%，其它气体只占不到1%。
托里拆利（E．Torricelli，公元1608～1647年）于1608年10月15日出生在意大利的法恩茨，。他在伽利略身边当了3年助手。
伽利略一生有诸多发明和发现，但“智者千虑，必有一失”。他认为水泵之所以能够抽水，是因为如果水不跟着活塞升起来，就会形成真空，而自然是不能允许真空存在的，因此水就被抽吸上来。这实质上是沿袭了古希腊亚里士多德关于“自然厌恶真空”的错误观念。按照这种说法，水泵能够把水抽到任意高度，但事实上水至多可以抽升到离水面大约10米左右。伽利略认为自然对真空的厌恶有一定限度，但这个限度有多大？为什么会有限度？伽利略至死都没有回答出来。
托里拆利对这个问题进行了长时间的研究，最后毅然否定了“自然厌恶真空”这一毫无根据的臆断。他从力学视角出发，设想空气有一定的重量，并认为10米水柱重量产生的压强应当与大气压强相平衡，这是与中世纪流行的亚里士多德关于空气是没有重量的观点背道而驰的。
1643年，35岁的托里拆利做了一个著名的实验。他在长约1米、一端封闭的玻璃管（后称托里拆利管）内，装满密度为水的13．5倍的水银汞，用手指封住管口而将管倒立于水银槽内，然后放开手指，则原来达到管顶的水银柱将下降到高于槽中水银面760毫米左右处，以与管外大气压强的作用相平衡。管的上端这一部分空间，除极稀薄的水银蒸气外，可看到真空。这是人类最早用人工方法获得的真空，曾轰动一时，至今人们还把它叫做托里拆利真空。
托里拆利还发现管中水银柱的高度会因地面的高度、阴晴及气温的变化而变化，由此得出大气压强会随高度、阴晴及气温的变化而变化的结论。根据这个原理，他发明了水银气压器，可以直接用水银柱的高度表示气压的大小。现在，人们把相当于1毫米水银柱的压强叫做1个托里拆利，以纪念他的伟大贡献。
托里拆利对流体也做过研究。他在1644年发表的《几何学著作集》中，提出托里拆利定理，即装在容器中的液体，当从容器下部小孔流出来时，如果液体没有粘性，那么流速 ，其中g为重力加速度，h为孔距液面高度，也就是流速等于质点从h高处自由落下时的速度，因为自由落体的速度 ，高度 。
冲制钱币是这一时期金属加工方面的一大成就，是现代成批生产技术的萌芽。但随着罗马帝国的灭亡，这种技术失传了几百年。 约在公元前 1世纪，古希腊人在手磨的基础上制成了石轮磨。这是机械和机器方面的一个进展。约在同时，古罗马也发展了驴拉磨和类似的石轮磨。
齿轮系在欧洲最早的应用是装在战车的记录行车里程的里程计上。杠杆原理在机械上的应用此时已较普遍，如用在建筑上起吊重物的滑车和复式滑车。马车和战车也有了改进。 流体机械和动力机械方面的发展是：首先扩大了桔槔式提水工具和吊桶式水车的使用范围；新创造的流体机械有涡形轮和诺斯 (Norse)水磨。前者靠转动螺纹形杆,将水由低处提到高处,主要用于罗马城市的供水。后者用来磨谷物，靠水流推动方叶轮而转动，其功率不到半马力。功率较大的有维特鲁维亚(Vitruvia)水磨。水轮靠下冲的水流推动，通过适当选择大小齿轮的齿数就可调整水磨的转速，其功率约3马力,后来提高到50马力，成为当时功率最大的原动机。 利用活塞和气缸制成的压力泵和吸水泵，在此时期也有发展。最早出现的是用来灭火的菲罗 (Philo)压力泵。后来又有了从井中提水的吸水泵和压力泵，以及罗马人用于灭火的双筒柱塞泵。 热力机械这时主要是作为希腊学者和哲学家们的玩物而出现的。公元1世纪,希罗的汽转球（又叫风神轮）就是一例汽转球下部的蒸锅盛水，其上用支管连接着一只空心球。球上有两支方向相反的切向喷口。当锅下烧火、球内的水沸腾变成蒸汽喷出时，如产生的喷气反作用推力足够大，便会推动球体不断转动。汽转球作为第一个把蒸汽压力转化为机械动力的装置而闻名于世。它也许是最早应用喷气反作用原理的装置。
400～1750年欧洲地区 400～1500年时期属于中世纪，1000年以前为中世纪的前期，1000～1500年为后期。以后的250年为临近工业革命时期。前期延绵约600年，机械技术的发展因古希腊和罗马的古典文化处于消沉而陷于长期停顿。后期,随着农业和手工业的发展,意、法、英等国相继兴办大学，发展自然科学和人文科学，培养人才，同时又吸取了当时中国、阿拉伯和伊斯兰帝国的先进科学技术，机械技术开始恢复和发展。西欧开始用煤冶炼生铁，制造了大型铸件。随着水轮机的发展，已有足够的动力来带动用皮革制造的大型风箱，以获得较高的熔化温度，铸造大炮和大钟的作坊逐渐增多，铸件重量渐渐增大。在农业方面创造出装有曲凹面犁板的犁头，以取代罗马时代的尖劈犁头。这个时期还出现了手摇钻，其构造表明曲柄连杆机构的原理已用于机械。加工机械方面出现了大轮盘的车床。12世纪和13世纪后半期，先后出现了装有绳索擒纵机构的原始钟和天平式的钟。天平式的钟是第一种实际应用的机械式的钟，其中装有时针和秒针,表明时钟齿轮系有了进一步的发展,15世纪在欧洲家庭中已得到较为普遍的应用。
表是1500年前开始制造的。重要的改进是用螺旋弹簧代替重物以产生动力，此外还加了棘轮机构。机械式钟表创造的成功,不仅为现代文明所必需,也推动了精密零件的制造技术。机械式钟表后来又得到全面改进，如单摆式时钟取代了原来的天平式时钟。1676年英国为格林威治天文台制作了摆长不同的两种精密时钟。怀表采用双金属条，解决了平衡轮的温度补偿问题。 在流体机械方面，出现了下冲或上冲式水轮机（水磨），以及风磨和风轮机。水平下冲式水轮机是由早期水磨改进而成的，到12、13世纪已用作采矿、粉碎、冶炼等作业的动力。这种水轮机经过改进后于14世纪又发展成为大型上冲式水轮机，用于提升矿石。这一时期西欧在水力利用方面有很大进展，水轮机作坊迅速增加。 1500～1750年，机械技术发展极为迅速。材料方面的进展主要表现在用钢铁、特别是用生铁代替木材制造机器、 仪器和工具。 同时为了解决采矿中的运输问题，1770年前后,英国发展了马拉有轨货车。先是用木轨,后又换成铁轨。 这一时期工具机也获得不少成就：制造出水力辗轧机械和几种机床，如齿轮切削机床、螺纹车床、小型脚踏砂轮磨床及研磨光学仪器镜片的抛光机等。
水泵在此时期也有了发展，它主要用于解决当时矿井排水和城市供水问题，包括矿井排水泵、正向旋转泵(1588)和离心泵(1689)等。这时意大利发明了水压空气压缩机(俗称水风箱)。它可用作熔炼钢铁的鼓风机，以取代旧式的皮老虎。1759年又出现了大型鼓风机。风力机械如风磨的应用也更广泛，数量增加，仅英国就已有数千台之多，用于磨粉、泵水和锯木。 在动力机械方面，1698年英国的T.萨弗里制造的矿井蒸汽水泵,被称为“矿工之友”,它开创了用蒸汽作功的先河。1705年英国的T.纽科门发明大气式蒸汽机，它虽然很不完善,但却是第一台工作比较可靠的蒸汽机,主要用于提水，功率可达6马力,这种蒸汽机在1750在前已在欧洲推广，后来又传到美国。 这一时期,在欧洲诞生了工程科学。许多科学家,如牛顿、伽利略、莱布尼兹、玻意耳和胡克等，为新科学奠定了多方面的理论基础。为了鼓励创造发明，意大利和英国分别在1474和1561年建立了专利机构。17世纪60年代建立了科学学会，如英国皇家学会。英国于1665年开始出版科学报告会文献。法国约于同时建立了法国科学院。俄、德两国也分别于1725和1770年建立了俄国科学院和柏林科学院。这些学术机构冲破了当时教会的禁锢展开自由讨论，交流学术观点和实验结果，因而促进了科学技术以及机械工程的发展。
1569 发明墨卡拖绘制地图法 墨卡拖 荷兰
1590 复合显微镜 詹森 荷兰
1593 水温计 伽利略 意大利
1608 望远镜 利柏西 荷兰
1625 输血让。巴尔替斯特 法国
1629 蒸汽涡轮机 布郎卡 意大利
1642 加法器 帕斯卡 法国
1643 气压计 托里拆利 意大利
1650 空气泵 居里克 德国
1656 钟摆惠更斯 荷兰
1668 反射望远镜 牛顿 英国
1669 发现磷 布兰德 德国
1671 计算器 莱布尼兹 德国
1698 蒸汽泵 萨费里 英国
