地球的周圍被厚厚的空氣包圍著,這些空氣被稱為大氣層.空氣可以向水那樣自由的流動(dòng),同時(shí)它也受重力作用.因此空氣的內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),這個(gè)壓強(qiáng)被稱為大氣壓.1654年格里克在德國(guó)馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn),這讓人們對(duì)大氣壓有了深刻的認(rèn)識(shí),但大氣壓到底有多大人們還不清楚.11年后意大利科學(xué)家托里拆利在一根80厘米長(zhǎng)的細(xì)玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中,發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀大約下降了4厘米后就不再下降了.這4厘米的空間無空氣進(jìn)入,是真空.托里拆利據(jù)此推斷大氣的壓強(qiáng)就等于水銀柱的長(zhǎng)度.根據(jù)壓強(qiáng)公式科學(xué)家們準(zhǔn)確地算出了大氣壓在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為1.01×105Pa.
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
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(guó)際計(jì)量大會(huì)上,科學(xué)家對(duì)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