深藏不露的大氣壓

作者簡(jiǎn)介：

張虎崗.高級(jí)教師.河北省優(yōu)秀教師，曾獲邢臺(tái)市優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)、邢臺(tái)市理科教師實(shí)驗(yàn)技能大賽一等獎(jiǎng).河北省名師工作室核心成員.

地球被一層厚厚的大氣層包裹著，就像液體對(duì)浸在它里面的物體施加壓強(qiáng)一祥，大氣對(duì)漫在它里面的物體也有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫作大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓.自從呱呱落地的那一天起.我們就生活在大氣壓的海洋里.因此我們很容易忽略大氣壓的存在.那么，如何證實(shí)大氣壓的存在？又如何測(cè)量大氣壓的大小呢？利用大氣壓能做什么呢？

16匹馬拉銅球：大氣壓的發(fā)現(xiàn)

1654年.德國(guó)的一位“科學(xué)發(fā)燒友”格里克在寬闊的廣場(chǎng)上，給帝國(guó)國(guó)會(huì)和皇帝及眾多市民表演了一場(chǎng)精彩的“大型科學(xué)秀”，如下頁(yè)圖1所示，他將一對(duì)直徑約為50 cm的空心銅半球緊密地扣在一起.抽出球內(nèi)的空氣后.用馬向相反的方向拉兩個(gè)半球，直到每側(cè)的馬達(dá)到8匹時(shí).兩個(gè)半球才被分開(kāi).是什么讓兩個(gè)銅半球緊緊地?cái)D在一起呢？沒(méi)錯(cuò)，這就是大氣壓.因?yàn)楦窭锟耸邱R德堡市的市長(zhǎng).所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)被稱為馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，馬德堡半球?qū)嶒?yàn)生動(dòng)、直觀地說(shuō)明了大氣壓的存在.管中水銀有托力：大氣壓大小的測(cè)量

早在1644年.意大利科學(xué)家托里拆利就利用玻璃管和水銀測(cè)出了大氣壓大小的數(shù)值.即大氣壓的大小等于它托起的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng).如圖2所示.

為什么大氣壓的大小等于它托起的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)呢？如圖3所示，設(shè)想水銀柱靜止后.與水銀槽中的水銀面相平的玻璃管內(nèi)的水銀柱處有一個(gè)小液片AB.由于AB處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此它上、下表面所受的力是一對(duì)平衡力，向上受到大氣壓力，向下受到水銀柱的壓力.因?yàn)槭芰γ娣e相同，所以AB上、下表面所受壓強(qiáng)相等，即p大氣=p水銀= p東銀gh.

托里拆利在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大氣壓可以支持760 mm高的水銀柱，通常把這樣大小的大氣壓叫作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=p水銀gh=1.36x10⁴kg/m3x9.8 N/kgx0.76 m=1.013x10⁵Pa≈1×10s Pa.在托里拆利實(shí)驗(yàn)中.大氣壓支持著玻璃管內(nèi)的水銀柱.水銀柱的豎直高度與管子粗細(xì)、槽內(nèi)水銀多少、玻璃管是否傾斜均無(wú)關(guān).如果玻璃管中混入少量的空氣.它就會(huì)產(chǎn)生一定壓強(qiáng)，使管內(nèi)、外水銀面高度差減小，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果低于正常值.

是吸是壓說(shuō)分明：大氣壓的應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn).大氣壓與空氣的密度有關(guān)，離地面越高的地方，空氣越稀薄，大氣壓越小.另外，大氣壓還與季節(jié)、天氣有關(guān).在同一地點(diǎn)，冬季比夏季大氣壓高.晴天比陰天大氣壓高.

大氣壓還會(huì)影響液體的沸點(diǎn).大氣壓越低，液體的沸點(diǎn)越低.

人之所以感覺(jué)不到大氣壓的存在，是因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，人體內(nèi)壓強(qiáng)與大氣壓相等.當(dāng)人吸氣時(shí)，肺部擴(kuò)張，肺腔體積變大，肺內(nèi)氣壓變小，小于外界大氣壓，外界新鮮空氣被大氣壓壓人體內(nèi);當(dāng)人呼氣時(shí)，肺部收縮，肺腔體積變小.肺內(nèi)氣壓變大，大于外界大氣壓.肺內(nèi)廢氣被呼出體外.

在生活中，我們也在不知不覺(jué)地應(yīng)用著大氣壓.例如，用吸管吸飲料時(shí)，吸管內(nèi)氣壓變小，小于液面上的氣壓，因此飲料是被大氣壓“壓”人吸管的.而不是我們把飲料“吸”入口中的.也就是說(shuō)，生活中所謂的“吸”，其實(shí)大多是大氣壓“壓”的結(jié)果.

責(zé)任編輯 蔡華杰