大氣壓[知識(shí)點(diǎn)滴]- -
問：大氣壓的變化跟哪些因素有關(guān)?它是怎樣變化的?
答：大氣壓的變化跟高度有關(guān).大氣壓是由大氣層受到重力作用而產(chǎn)生的,離地面越高的地方,大氣層就越薄,那里的大氣壓就應(yīng)該越小.不過,由于跟大氣層受到的重力有關(guān)的空氣密度隨高度變化不均勻,因此大氣壓隨高度減小也是不均勻的.
大氣壓的變化還跟天氣有關(guān).在不同時(shí)間,同一地方的大氣壓并不完全相同.我們知道,水蒸氣的密度比空氣密度小,當(dāng)空氣中含有較多水蒸氣時(shí),空氣密度要變小,大氣壓也隨著降低.一般說來,陰雨天的大氣壓比晴天小,晴天發(fā)現(xiàn)大氣壓突然降低是將下雨的先兆；而連續(xù)下了幾天雨發(fā)現(xiàn)大氣壓變大,可以預(yù)計(jì)即將轉(zhuǎn)晴.另外,大氣壓的變化跟溫度也有關(guān)系.因氣溫高時(shí)空氣密度變小,所以氣溫高時(shí)大氣壓比氣溫低時(shí)要小些.
問：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是怎么回事?它的值是如何得到的?
答：大氣壓不是固定不變的.為了比較大氣壓的大小,在1954年第十屆國際計(jì)量大會(huì)上,科學(xué)家對大氣壓規(guī)定了一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”：在緯度45°的海平面上,當(dāng)溫度為0℃時(shí),760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.既然是“標(biāo)準(zhǔn)”,在根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計(jì)算時(shí)就要注意各物理量取值的準(zhǔn)確性.從有關(guān)資料上查得：0℃時(shí)水銀的密度為13.595×103千克／米3,緯度45°的海平面上的g值為9.80672牛／千克.于是可得760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為
p水銀=ρ水銀gh
=13.595×103千克／米3×9.80672牛／千克×0.76米
=1.01325×105帕.
這就是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值
地球表面覆蓋著一層厚厚的大氣,由于重力的存在大氣層對地球表面施加了一個(gè)相當(dāng)大的壓力,人們稱之為“大氣壓”.如果某人身體表面積為一平方米,則他的體表受到大氣的壓力為1.01×105牛頓.但是通常情況下人們并不感覺到大氣壓的存在,因?yàn)槿藗兩钤诖髿庵幸蚜?xí)慣于這個(gè)壓強(qiáng),就象生活在深水中的魚兒不會(huì)感到水的壓強(qiáng)一樣,所以直到十七世紀(jì)人們才通過實(shí)驗(yàn)證明了大氣壓的存在.
下面我們一起動(dòng)手做幾個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),感受一下身邊的大氣壓.
實(shí)驗(yàn)一：可控水流瓶.
取一只飲料瓶,在瓶底和瓶蓋上各鉆一小孔.在水下將瓶子灌滿水,旋緊瓶蓋提出水面,這時(shí)你可看到水從瓶底的小孔不斷流出（如圖一）.用手指按住瓶蓋上的小孔水不再流出（如圖二）.這是因?yàn)槠可w上的孔被堵住,瓶內(nèi)上方的氣體壓強(qiáng)會(huì)比外界大氣壓小,瓶底下方的大氣壓就把水頂住了.松開手指水又往下流,如此反復(fù)松開、按住可控制水流的續(xù)和斷.
實(shí)驗(yàn)二：水瓶變形.
取一個(gè)飲料瓶配上一個(gè)單孔橡皮塞和一根橡膠管,再找一個(gè)注射器.將瓶子裝滿水,塞上單孔塞如圖三那樣連接好裝置.將注射器的活塞向外拉,隨著水被抽出瓶子變癟了（如圖四）.這是因?yàn)椴糠炙怀槌?瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小,外界大氣壓就把瓶子壓癟了.
實(shí)驗(yàn)三：倒吸試管.
找兩支大小不同的試管,要求大試管的內(nèi)徑略大于小試管的外徑,使兩支試管剛好套在一起沒有太大的縫隙.在大試管內(nèi)裝約半試管水,將小試管漂浮在大試管內(nèi)的水面上（如圖五）,然后把它們倒過來,不用擔(dān)心放開手后小試管會(huì)掉下去.你將看到水從試管壁間緩緩流下,小試管慢慢地向上鉆進(jìn)了大試管,直到兩個(gè)試管底碰在一起（圖六）.你能說出其中道理嗎?
原來,當(dāng)兩個(gè)試管一起倒過來后,水沿試管壁往下流,兩個(gè)試管間的壓強(qiáng)減小,大氣壓就把小試管頂了上去.
實(shí)驗(yàn)四：倒扣的水杯能吸水.
桌上有一個(gè)裝水的玻璃器皿,給你一個(gè)倒扣的水杯,要求不把水杯倒過來,也不移動(dòng)玻璃器皿,讓水鉆進(jìn)水杯中（如圖七）.
你可能會(huì)有各種辦法,下面我們利用大氣壓強(qiáng)讓水鉆進(jìn)水杯.
點(diǎn)燃一盞酒精燈或蠟燭,把水杯在火焰上烤片刻（如圖八）,然后迅速將水杯扣在玻璃器皿中,你會(huì)看到水乖乖地鉆進(jìn)了水杯（如圖九）.
水為什么會(huì)鉆進(jìn)去呢?我們將水杯放在火焰上方“烤”是為了讓杯內(nèi)充滿熱空氣,當(dāng)水杯倒扣到玻璃器皿中后,杯內(nèi)空氣冷卻,氣壓減小,外界大氣壓就把水壓入水杯.
怎么樣,通過上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)銓Υ髿鈮阂欢ㄓ辛诵碌恼J(rèn)識(shí).你也可以自己設(shè)計(jì)幾個(gè)關(guān)于大氣壓強(qiáng)的小實(shí)驗(yàn),這對你來說一定是很有意義的.有了好的設(shè)計(jì)可別忘了與大家交流呀.