如何正確全面理解大氣壓強(qiáng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2013）23-0060-02

大氣壓強(qiáng)與生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，它是無(wú)處不有，無(wú)處不在；離開(kāi)了它，將一事無(wú)成，人也無(wú)法生活，本文從以下幾個(gè)方面談?wù)剬?duì)大氣壓強(qiáng)的正確認(rèn)識(shí)與理解。

一、大氣壓的概念

1.大氣壓的定義：大氣和液體一樣，內(nèi)部也有壓強(qiáng)，大氣對(duì)浸在其中的物體的壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓。

2.大氣壓產(chǎn)生的原因：包圍地球的空氣受到重力的作用，而且能夠流動(dòng)，因而空氣向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。

3.大氣壓是客觀存在的，地球周?chē)灰粚雍芎竦目諝獍鼑０鼑厍虻目諝鈱咏写髿鈱樱髿鈱佑稍S多空氣分子組成，而氣體分子總是在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)將使氣體均勻分布在它所能到達(dá)的整個(gè)空間，也就是說(shuō)大氣壓本應(yīng)該充滿到整個(gè)宇宙空間，但由于重力作用，空氣分子將聚集在地面附近，這兩種相反的趨勢(shì)達(dá)到平衡，形成了穩(wěn)定的大氣層，我們生活在大氣的最低層，大氣由于受到重力作用，所以也像液體對(duì)浸在其中的物體產(chǎn)生壓強(qiáng)一樣，空氣對(duì)浸在它里面的物體也要產(chǎn)生壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)。

人們通過(guò)一系列的觀察和研究確信了大氣壓的存在，其中著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)不但證明了大氣壓的存在，而且有力的證明了大氣壓強(qiáng)是很大的，由于人體內(nèi)的壓強(qiáng)跟大氣壓幾乎相等，所以我們感覺(jué)不到大氣強(qiáng)的存大。

二、托里拆利實(shí)驗(yàn)

1.托里拆利實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確地定了大壓強(qiáng)的值。測(cè)量中玻璃管內(nèi)的水銀住產(chǎn)生的壓強(qiáng)只跟水銀柱的高度有關(guān)，與水銀柱的粗細(xì)、玻璃管是否豎直、管內(nèi)水銀面與管頂?shù)木嚯x均沒(méi)有關(guān)系，這個(gè)結(jié)論可以由液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式得出。

2.托里拆利實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想：讓大氣壓來(lái)支持水銀柱，玻璃管內(nèi)的水銀柱上方是真空，看大氣壓最多能支持多高的水銀柱，當(dāng)水銀柱靜止時(shí)，大氣壓強(qiáng)與水銀柱產(chǎn)生壓強(qiáng)相等，由P=€%j水銀gh計(jì)算大氣壓的值（h這管內(nèi)水銀柱的高度）。托里拆利實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想就是不能用公式計(jì)算的大氣壓轉(zhuǎn)換為等值的水銀柱壓強(qiáng)。

大氣壓不能用公式P=€%j空氣gh計(jì)算的主要原因是空氣密度隨著高度和氣溫的變化而變化，不是定值，并且無(wú)自由面，h無(wú)法確定。

4.托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理分析：由于玻璃內(nèi)水銀面上方是真空的，而管外水銀面上方受到大氣壓強(qiáng)的作用，這時(shí)管內(nèi)的水銀面不再下降，管內(nèi)的水銀柱靜止，因此，在管內(nèi)與管外水銀面相平處的液片上下兩個(gè)面所受到的壓強(qiáng)相等，即玻璃內(nèi)水銀面的壓強(qiáng)跟大氣對(duì)管外水銀面的壓強(qiáng)相等?？梢?jiàn)這個(gè)水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于大氣壓強(qiáng)。

5.托里拆利實(shí)驗(yàn)思考：觀察托里拆利實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，有幾個(gè)問(wèn)題值得認(rèn)真去思考的：（1）怎樣才能使玻璃管內(nèi)水銀柱上方是真空？（2）這什么實(shí)驗(yàn)用水銀而不用水或其它液體？（3）為什么要用長(zhǎng)1米的玻璃管？（4）當(dāng)玻璃管傾斜時(shí)，為什么管內(nèi)的水銀柱會(huì)變長(zhǎng)，而管內(nèi)外的水銀柱高度差卻保持不變？（5）若實(shí)驗(yàn)時(shí)管內(nèi)漏進(jìn)了空氣對(duì)測(cè)量大氣壓有什么影響？以上問(wèn)題，對(duì)培養(yǎng)物理思維方法，認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，掌握實(shí)驗(yàn)操作技能技巧，深刻體會(huì)觀察和實(shí)驗(yàn)的重要性都很有意義。

三、大氣壓的值的單位

1.通常把760mm的高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)值叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

四、大氣壓的測(cè)量工具

測(cè)量大氣壓的工具叫做氣壓計(jì)。托里拆利實(shí)驗(yàn)的裝置就是一個(gè)水銀氣壓計(jì)，它測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，但攜帶不方便。實(shí)際常用的氣壓計(jì)是金屬盒氣壓計(jì)，它是利用氣壓變化時(shí)，金屬盒厚度及其中彈簧片彎曲程度隨之變化的原理來(lái)測(cè)量大氣壓的值，這種氣壓計(jì)還可以做成高度計(jì)。

五、大氣壓的變化

1.大氣壓的值不是固定不變的，大氣壓隨著海拔高度、溫度、空氣濕度等因素的變化而變化。

2.實(shí)驗(yàn)表明：大氣壓隨海拔高度的增加而減小，但不是均勻減小，因?yàn)殡x地面越高，空氣越稀薄，空氣的密度越小，因此大氣壓隨海拔高度減小是不均勻的，越高，大氣壓隨高度減小的越慢。在海拔2千米以內(nèi)，空氣密度的變化可近似認(rèn)為是均勻的，所以這可近似認(rèn)為每升高12米，大氣壓降低1毫米水銀柱，約133帕。

3.大氣壓隨天氣的變化而變化

冬天的氣溫低，氣體的體積收縮，而夏天氣溫高，氣體膨脹，使體積變大，這就造成了冬天空氣密度大于夏天空氣密度，因此冬天大氣壓大于夏天大氣壓。

4.大氣壓隨溫度的變化而變化：一般地說(shuō)，晴天的大氣壓高于陰天的大氣壓。

六、大氣壓與空氣流速的關(guān)系

空氣流速越大的地方大氣壓越小，空氣流速越小的地方大氣壓越大。飛機(jī)就是利用這個(gè)原理獲得升力的。

七、大氣壓強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)例

大氣壓是一個(gè)重要的物理現(xiàn)象，它跟生產(chǎn)、生活有密切的聯(lián)系，例如活塞式抽水機(jī)與離心式水泵都是利用大氣壓作用而工作的。這兩種機(jī)械雖然結(jié)構(gòu)不同，工作原理是卻是相同的，都是利用大氣壓把水從低處壓到高處。因?yàn)榇髿鈮河幸欢ǖ南薅?，所以水在抽水機(jī)中上升的高度也有一定限度。根據(jù)P=€%j水gh計(jì)算出大氣壓能將水壓上的高度約為10米。

在日常生活中也有好多現(xiàn)象都與大氣壓有關(guān)，如用塑料管吸飲料、醫(yī)生用針筒吸藥液、鋼筆吸墨水、掛吊瓶打點(diǎn)滴和吸盤(pán)掛衣勾吸在玻璃面上等。

（責(zé)任編輯 易 凡）