Question

大气压强产生的原因

Answer 1

　　产生大气压强的原因

　　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、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，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

　　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)。

　　大气压强的计算方式

　　大气会从各个方向对处于其中的物体产生压强，大气压强简称为大气压。测量大气压的仪器叫做气压计，常见的有水银气压计。一标准大气压(1atm)=760毫米汞柱(mmHg)。

　　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

　　大气压强的应用

　　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10.334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。

　　大气压强的推导公式

　　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.