内容正文:
专题复习 大气压强
一、同步知识梳理
知识点1:气体的压强
A.大气压及其产生的原因
地球被厚厚的大气层包围着,大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压.
由于大气受到重力的作用且具有流动性,所以大气内任何一处向各个方向都有压强.
马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在.
B.大气压的测量
大气压既可据压强普遍适用的公式设计实验进行测量,也可据液体内部压强的公式设计实验进行测量,如托里拆利实验.
说明:①托里拆利设计的测大气压的实验,巧妙地将难测的大气压等值转换为易测的液体压强,其原理是二力平衡.在与槽内水银面齐平的管中取一个水平的小液片(这是一个物理模型),其受到的向上的大气压力与向下的水银压力二力平衡,结合F=pS可知:大气压P=P液=ρgh,这是一种等效法.
②由于水银有毒,所以现在在课堂上一般不做托里拆利实验,若用其他液体来代替水银,则所需的托里拆利管较长,操作不方便.
C.标准大气压的数值
由于大气压的值不是固定不变的,通常把76 cm高的水银柱产生的压强称为l个标准大气压(1 atm). 1 atm=76 cm高水银柱=1.O×l05Pa
D.大气压的变化
a.大气压随高度变化 .
由于大气压是因为大气受到重力的作用而产生的,而大气密度不均匀,所以大气压随高度的增加而减小是不均匀的.在海拔2 km的范围内,可以近似地认为高度每增加l2 m,大气压下降l mmHg(即133 Pa)
b.大气压随天气变化
随着天气变化空气中水蒸气的含量不同,使空气的密度发生变化,一般地说,空气干燥时,水蒸气含量较少,空气的密度较大,气压较高.因此,晴天比阴雨天的气压高,冬天比夏天的气压高.
E.气压计
测量大气压的仪器叫气压计,通常有水银压计和金属盒气压计,水银气压计是根据托里拆利实验制成的,它测量的结果比较准确,但携带不便,常用于气象站.
金属盒气压计(如图所示)主要部分是一个圆弧形波纹金属盒,盒内空气已被抽出,为使金属盒不被大气压压扁,盒盖用弹性钢片向外拉着,气压改变时,波纹盒的厚度发生变化,使得固定在盒面上的连杆通过传动机构带动指针偏转,指示出气压的大小,氧气瓶上所用的压力表,就是一种无液气压计.
金属盒气压计充分运用了转换观察法和放大法.
金属盒气压计也可以制成高度计,因为大气压随高度的增加而减小,一定的高度通常有对应的大气压值,因此把金属盒气压计刻度盘上的气压值换成对应的高度值,这就成了高度计.
F.液体的沸点与液面上气压的关系及其应用
a.关系
液体的沸点随液面上气压的增大而升高,随液面上气压的减小而降低.
b.应用
现代家庭普遍使用的高压锅,锅内气压能达到2atm,水的沸点能升到l20℃使食物更易煮熟.工业上要提纯酒精或熬蔗糖,由于它们的沸点低于水的沸点,所以要用低压锅.
高压锅和低压锅的制作原理基本一样,都是利用密闭的锅盖,控制锅内的气压,进而控制液体的沸点.如图所示,高压锅上有出气孔,出气孔上有安全阀,当锅内气压超过一定限度时,安全阀被顶起来,从出气孔中排出部分气体,使锅内气压降到安全范围内.低压锅则不断向外抽气,使锅内气压保持在允许约范围内.
G.液体压强与流速的关系及其应用
气体和液体都具有流动性,统称为流体.
a.关系
在流体中流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大.
b.应用
①如图(a)所示,由于机翼上凸下凹的特殊造型,当一股气流沿着机翼流过时,机翼上方通过的气流流速比机翼下方通过气流速大些,于是机翼上方所受气流的压强小于下方所受的压强,以致向上的压力大于向下的压力,就形成了机翼的升力.
②如图(b)所示,水翼船的下部也有类似飞机机翼的水翼,船在高速航行时,浸在水中的水翼便会获得升力,减小船体与水的接触面,从而减小水对船体的阻力,提高航速.
③如图(c)所示,有的跑车的尾部设计安装了一种“气压偏导器”,它的上表面平直,底部凸弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,跑车在高速行驶时,“气流偏导器”上方气流的速度小于下方气流的速度,上方受到的气压大于下方受到的气压,使跑车获得向下的空气压力的合力,这样跑车对地面的压力增大,跑车受到地面的摩擦力增大.跑车易于控制、不易翻车.
④打乒乓球和踢足球中的弧线球,是靠球两侧的空气流速不同产生压强差而使球在空中做曲线运动的.
⑤火车站月台上有一条警戒线,火车进站时人要站在黄色警戒线的外面.
二、同步题型分析
题型1:大气压的存在
例1:小明假期要外出一段时间,她担心家里盆景中的水会因蒸发而干掉,于是用了一个塑料