大氣對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強叫大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓。 1654年格里克在德國馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒灒辛Φ刈C明了大氣壓強的存在,這讓人們對大氣壓有了深刻的認識。地球周圍包著一層厚厚的空氣,它主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣和氦、氖、氬等氣體混合組成的,通常把這層空氣的整體稱之為大氣層.它上疏下密地分布在地球的周圍,總厚度達1000千米,所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用于它的壓強,就像浸在水中的物體都要受到水的壓強,吸管吸飲料就是因為大氣壓強的原因一樣。大氣壓產(chǎn)生的原因可以從不同的角度來解釋。課本中主要提到的是:空氣受重力的作用,空氣又有流動性,因此向各個方向都有壓強。講得細致一些,由于地球?qū)諝獾奈饔茫諝鈮涸诘孛嫔希鸵康孛婊虻孛嫔系钠渌矬w來支持它,這些支持著大氣的物體和地面,就要受到大氣壓力的作用.單位面積上受到的大氣壓力,就是大氣壓強;第二,可以用分子運動的觀點解釋因為氣體是由大量的做無規(guī)則運動的分子組成,而這些分子必然要對浸在空氣中的物體不斷地發(fā)生碰撞.每次碰撞,氣體分子都要給予物體表面一個沖擊力,大量空氣分子持續(xù)碰撞的結果就體現(xiàn)為大氣對物體表面的壓力,從而形成大氣壓。若單位體積中含有的分子數(shù)越多,則相同時間內(nèi)空氣分子對物體表面單位面積上碰撞的次數(shù)越多,因而產(chǎn)生的壓強也就越大。
大氣會從各個方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w產(chǎn)生壓強,大氣壓強簡稱為大氣壓。測量大氣壓的儀器叫做氣壓計,常見的有水銀氣壓計。一標準大氣壓(1atm)=760毫米汞柱(mmHg)。
液體壓強計算公式:P=ρgh
地面上標準大氣壓約等于760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強。由于測量地區(qū)等條件的影響,所測數(shù)值不同。
根據(jù)液體壓強的公式P=ρgh,水銀的密度是13.6×10^3千克/立方米,因此76厘米高水銀柱產(chǎn)生的標準大氣壓強是:
P =13.6×10^3千克/立方米×9.8牛頓/千克×0.76米
≈1.013×10^5牛頓/平方米
=1.013×10^5帕斯卡
=0.1013Mpa(兆帕)
=1atm
=76cmHg
=760托
=760mmHg
1mmHg=1.01325*10^5Pa/760=133.32pa
地球上面的空氣層密度不是相等的,靠近地表層的空氣密度較大,高層的空氣稀薄,密度較小.大氣壓強既然是由空氣重力產(chǎn)生的,高度大的地方,它上面空氣柱的高度小,密度也小,所以距離地面越高,大氣壓強越小,在海拔3000m之內(nèi),每上升10m大氣壓強約減小100Pa,在海拔2000m之內(nèi),每上升12m大氣壓強約減小1mmHg。
地面上空氣的范圍極廣,常稱“大氣”。離地面200公里以上,仍有空氣存在。雖其密度很小,但如此高的大氣柱作用于地面上的壓強仍然極大。人體在大氣內(nèi)毫不感覺受到氣壓的壓迫,這是因為人體的內(nèi)外部同時受到氣壓的作用且恰好都相等的緣故。這里所說的氣體壓強并不是指大氣壓強,而是指一定質(zhì)量的氣體的壓強,由于氣體的壓強實質(zhì)上是大量的做無規(guī)則運動的氣體分子與容器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的,因此當其他條件不變的情況下,氣體體積減小會使氣體分子與容器壁碰撞的增多而使壓強增大,在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體體積越小,壓強越大;體積越大,壓強越小。打氣筒就是利用這一原理制成的,一定量的密閉氣體,其壓強與其體積、溫度等因素有關,具體可以表示為:PV=nRT;其中P表示氣體壓強,V表示氣體總體積,n表示氣體所含分子量,R為常量,T為氣體的溫度。由此也可印證,“在溫度不變時,一定質(zhì)量的氣體體積越小,壓強越大;體積越大,壓強越小。
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