大气压强 百科内容来自于: 百度百科

大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。 1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,有力地证明了大气压强的存在,这让人们对大气压有了深刻的认识。然而早在1643年,意大利科学家托里拆利就在一根1米长的细玻璃管中注满水银(汞)倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降到760毫米高度后就不再下降了。这760毫米刻度之上的空间无空气进入,是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱产生的压强,这就是著名的托里拆利实验。标准大气压为:1.013×10^5Pa(帕斯卡)。

基本信息

①大气压强是指地球上物体所受空气的压力,叫做大气压强或气压.地球表面的空气受到重力作用,并具有流动性,由此而产生了大气压强.
②气体和液体都受重力并且具有流动性,它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有,在同一位置各个方向的大气压强相等,且方向是垂直于物体表面的。但是由于大气的密度不是均匀的,所以 大气压强的计算不能应用液体压强公式.
③被密封在某种容器中的气体,其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的.它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的.
④大气压的值与地点、天气、季节的变化有关,一般来说,气压随高度的增加而减小,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
液体压强计算公式:P=ρgh
地面上标准大气压约等于760毫米高水银柱产生的压强。由于测量地区等条件的影响,所测数值不同。
根据液体压强的公式P=ρgh,水银的密度是13.6×10^3千克/立方米,因此76厘米高水银柱产生的标准大气压强是:
P =13.6×10^3千克/立方米×9.8牛顿/千克×0.76米
≈1.013×10^5牛顿/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

产生原因

地球周围包着一层厚厚的空气,它主要是由氮气、氧气、二氧化碳水蒸气等气体混合组成的,通常把这层空气的整体称之为大气层.它上疏下密地分布在地球的周围,总厚度达1000千米,所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强,就像浸在水中的物体都要受到水的压强
吸管吸饮料就是因为大气压强的原因

吸管吸饮料就是因为大气压强的原因

一样.
大气压产生的原因可以从不同的角度来解释.课本中主要提到的是:空气受重力的作用,空气又有流动性,因此向各个方向都有压强。讲得细致一些,由于地球对空气的吸引作用,空气压在地面上,就要靠地面或地面上的其他物体来支持它,这些支持着大气的物体和地面,就要受到大气压力的作用.单位面积上受到的大气压力,就是大气压强;第二,可以用分子运动的观点解释(分子运动论的知识将来初三会学到).因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成,而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞.每次碰撞,气体分子都要给予物体表面一个冲击力,大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力,从而形成大气压.若单位体积中含有的分子数越多,则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多,因而产生的压强也就越大.
利用分子运动论的观点可以解释:为什么大气层不均匀分布,能造成大气压下高上低的现象.
标准大气压强
大气压强不但随高度变化,在同一地点也不是固定不变的,通常把1.01325×10^5 Pa的大气压强叫做标准大气压强。它大约相当于760mm水银柱所产生的压强。标准大气压也可以叫做760mm水银柱大气压。.
标准大气压强的值在一般计算中常取1.013×10^5 Pa(101KPa),在粗略计算中还可以取作10^5Pa(100KPa)。

推导公式

物体压强:

p=F/S (在都使用国际单位制时,单位是pa)
在受力面积一定时,压力越大,压强的作用效果越明显。(此时压强与压力成正比) 在压力不变的情况下,增大受力面积可以减小压强;减小受力面积可以增大压强.(此时压强与受力面积成反比)

液体压强:

p=ρgh ( p液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh)
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强.
(2)液体的压强随深度增加而增大.在同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。

影响关系

大气压强与海拔高度

地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小.大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小.
在海拔3000m之内,每上升10m大气压强约减小100Pa,在海拔2000m之内,每上升12m大气压强约减小1mmHg。
地面上空气的范围极广,常称“大气”。离地面200公里以上,仍有空气存在。虽其密度很小,但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大。人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫,这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故。

气体压强与体积的关系

这里所说的气体压强并不是指大气压强,而是指一定质量的气体的压强.
由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的,因此当其他条件不变的情况下,气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.
在温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小.
打气筒就是利用这一原理制成的.

密闭容器内气体压强的影响因素

一定量的密闭气体,其压强与其体积、温度等因素有关,具体可以表示为:PV=nRT;其中P表示气体压强,V表示气体总体积,n表示气体所含分子量,R为常量,T为气体的温度。由此也可印证,“在温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小.”

沸点与大气压的关系

实验表明,一切液体的沸点,都是气压减小时减小,气压增大时增大,同种液体的沸点不是固定不变的.说水的沸点是100℃必须强调是在标准大气压下.
由于气压随高度降低,所以水的沸点随高度降低,例如:海拔1000米处水沸点约97℃,3千米处约91℃,在海拔8844.43米的珠穆朗玛峰顶,水在72℃就可以沸腾,因而在高山上烧饭要用不漏气的高压锅,锅内气压可以高于标准大气压,使水沸点高于100℃,不但饭熟得快,还可以节省燃料。

流体压强与流速的关系

流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小(即伯努利原理)。飞机的升力:机翼上方的空气流速大,压强小;下方的空气流速小,压强大,这一压强差产生压力差,使飞机获得竖直向上的升力。
机翼原理示意图

机翼原理示意图

应用

活塞式抽水机是利用活塞的移动来排出空气,造成内外气压差而使水在气压作用下上升抽出,当活塞压下时,进水阀门关闭而排气阀门打开;当活塞提上时,排气阀门关闭,进水阀门打开,在外界大气压的作用下,水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出.这样活塞在圆筒中上下往复运动,不断地把水抽出来.
离心式水泵的工作原理
水泵在起动前,先往泵壳内灌满水,排出泵壳内的空气。当起动后,叶轮在电动机的带动下高速旋转,泵壳里的水也随叶轮高速旋转,由于离心力的作用而被甩入出水管中。这时叶轮附近的压强减小,大气压使低处的水推开底阀,沿进水管泵壳,进来的水又被叶轮甩入出水管,这样一直循环下去,就不断把水抽到了高处.
活塞式抽水机和离心泵,都是利用大气压,把水抽上来,因为大气压有一定的限度,因而抽水机的汲水扬程——水面到水泵的高度差——也有一定的限度,不超过10.34米.当然,实际扬程远远大于这个高度,因为水被抽到了水泵后被泵“甩”了上去,可以达到很高的高度。
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- 来自原声例句
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