第3节 大气压强

一、大气压强的存在

1．产生原因：地球周围被厚厚的气体包围着，包围地球的空气层叫大气层，大气层的气体与固体、液体一样也受重力作用，且具有流动性，所以空气内部向各个方向都有压强，这就产生了大气压强。

2．定义：由于空气能流动，因而空气内部向各个方向都有压强，大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压。

3．证明其存在的例子：马德堡半球实验、钢笔吸墨水、覆杯实验、瓶口吞鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖上的吸盘等等。

扩展

（1）类比法感受大气压强：液体由于具有重力和流动性，所以在液体的内部有压强，而且液体内部向各个方向都有压强。同样我们所生活的大气层的空气也具有重力和流动性。所以大气压强与液体压强有相同之处。

（2）大气压强实例：很多的实验都证明了大气压强的存在，如小皮碗的实验、覆杯实验、广口瓶吞蛋、铁皮箱实验等等。

（3）第一个证明大气压强存在的实验：是马德堡半球实验。

（4）大气压强定义：大气层对浸在它里面的物体的压强叫大气压强，简称大气压或气压。地球周周的万物无不在大气层之中，它们都受到大气压强。

二、大气压强的大小

（1）第一个测量出大气压强的实验：托里拆利实验测出了大气压的值。

（2）计算大气压强：在托里拆利实验中，测得水银柱的高度为760mm。依据液体压强计算公式计算其大小为：

p=ρ汞gh=13.6×10 3 kg/m3×9.8 N/kg×0.76m=1.013×10 5 Pa。

（3）标准大气压：为了便于对比，人们通常把760mmHg的压强叫做标准大气压。用atm来表示。1 atm=1.013×10 5 Pa，即等于760 mm水银柱产生的压强。

（4）托里拆利实验在托里拆利实验中，如果将玻璃管稍稍上提，观察水银柱的高度，结果是不变的。将玻璃倾斜，注意到，水银面上的真空体积有变化，管内水银柱的长度也有变化。当倾斜时，管内水银面上方的真空体积减小，水银柱变长，但是水银柱的高度是不变化的。

三、大气压的测量：测定大气压的仪器叫气压计。

（1）水银气压计。

（2）无液气压计。

（3）管式弹簧压强计。

四、大气压的变化

（1）大气压与高度的关系：大气压强随海拔高度的增加而减小。在海拔3000米以内，每上升10米，大气压大约降低100 Pa。在海平面处的压强最大是760mmHg

（760mm的汞所产生的压强约为10 5Pa）。

（2）大气压与沸点的关系：一切液体的沸点都是气压减小时降低，气压增大时升高。

（3）大气压与季节的关系：一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。

五、混淆大气压强和封闭气体的压强

大气压是地球周围空气产生的压强，大气压的变化与高度、季节和天气有关。

封闭气体的压强不是大气压，与外界大气压无关,在温度相同时，体积缩小，气压增大，反之减小;当体积相同时,温度升高，气压增大反之减小。

大气压的变化和测量

1．大气压强变化的规律

（1）特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等；

（2）大气压变化规律研究：大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。在海拔3000米以内，每上升10米，大气压大约降低100 Pa。

2．气压计

定义：测定大气压的仪器叫气压计。

分类：水银气压计和无液气压计

说明：若水银气压计斜挂，则测量结果变大。将无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。

3．测量

大气压的精确测量法：托里拆利实验

大气压的粗略测量法：吸盘法和注射器法。原理:p=F/S。

托里拆利实验

1．托里拆利实验的步骤

（1）拿一根大约1m长的一端封闭的玻璃管，在管内灌满水银；

（2）用食指堵住开口的一端，把管竖直倒立在水银槽里，放开食指，管内水银面就下降；

（3）管内水银面不再下降，用刻度尺测出水银柱的竖直高度，这个水银柱产生的压强就等于大气压。

2．托里拆利实验注意事项

①如果管倾斜，水银柱的长度变长，但竖直高度不变；

②改变管的粗细，管内水银柱竖直高度不变；

③如果管内混入了空气，水银柱竖直高度减小。

3．影响托里拆利实验结果的因素

是当地大气压强的值是否变化和玻璃管中空气是否排净。

与玻璃管的粗细、长短、倾斜程度和插入水银槽的深浅等因素无关。

4．托里拆利实验，选用水银而不选用其他液体的原因

因为水银是常温下密度最大的液体，如果换用其他液体，则在同样情况下，所用的玻璃管就必须很长，如果用水来做这个实验，则须大约10米高的水柱才能产生如此大的压强。

5.标准大气压

由于大气压可以支持760mm高的水银柱，所以大气压等于760mm高的水银所产生的压强。

1标准大气压p0=ρ汞gh=13.6×10 3kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10 5 Pa，粗略计算时，可取p0=10 5 Pa。（人们通常把760mm高的水银所产生的压强叫做标准大气压）