内容正文:
专题09 大气压强
◆ 知 识 清 单 ◆
1.大气压强的存在
2.托里拆利实验
3.大气压的变化
4.大气压的应用
5.气体的压强及变化
知识全归纳
一、大气压
1.大气压或气压: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。
2.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。
3.大气压的特点:
(1)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;
(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快);
4.证明大气压存在的例子: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。
二、托里拆利实验:在长约1m,一段封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银下降到一定程度时就不再下降,这时管内外水银高度差约为760mm,把玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变;测量结果表明这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关。托里拆利实验的要点:
(1)玻璃管中充满水银,不能混有气泡,否则实验结果偏小。
(2)玻璃管的形状、粗细及是否倾斜不影响实验结果。
(3)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,向上提或向下按玻璃管,只改变水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(4)实验测得的水银柱的高度如果不是 760 mm,可能是因为实验环境的大气压不是标准大气压。
(5)托里拆利实验中选择的液体是水银,而不是其他液体,原因是水银是常温下密度最大的液体,在同样的大气压下需要的玻璃管最短。如果用其他液体,需要的玻璃管就会很长,操作不方便。如果用水来做托里拆利实验,则根据实验原理可得,则水柱高度h水===10.336m。
三、生活中常见的利用大气压工作的实例:钢笔囊吸墨水,吸管吸饮料,抽水机抽水,真空采血管采血,吸盘挂钩紧贴墙壁等。
注意:在有关大气压的很多实例中,所谓的“吸”其实都是大气压的“压”在起作用。
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1.马德堡半球实验:最早证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。
2.托里拆利实验:最早精确测出大气压强数值的是托里拆利,1标准大气压为1.013×105 Pa=760 mmHg,能托起大约10米高的水柱。
3.大气压变化规律: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。
4.液体的沸点与气压的关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。应用高压锅做饭快的原因是提高了水的沸点。
5.气体的压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
6.大气压在生活中的应用分析思路
(1)首先应明晰应用大气压工作的原理:是在某处使气压降低,由于存在大气压差,在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
(2)分析实例中的内、外位置处是否存在大气压差进行解答。
题型易突破
题型1 大气压强的存在
(2023•天津)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
典例
A.瓶子悬空水不流出 B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片 D.将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【分析】逐一分析各选项中现象产生的原因,找出符合题意的答案。
【解答】解:A、纸片能托住水不流出,是因为大气压给纸片一个向上的作用力,因此该实验能证明大气压的存在,故A正确;B、水从侧孔喷出,水的深度越深,水喷得越远,说明同种液体内部压强随着液体深度的增加而增大,与大气压无关,故B错误;C、用手弹开纸片,钢球掉入瓶中,钢球没有随纸片一起运动,说明钢球具有惯性,同时钢球掉入瓶中,是因为钢球受到重力作用,与大气压无关,故C错误;D、将瓶按入水中感到费力,是因为瓶子排开水的体积增大,受到的浮力增大,瓶子给手向上的作用力增大,与大气压无关,故D错误。
【点评】本题考查证明大气压存在的实例,难度不大。
【跟踪练1】(2023•淮北月考)如图所示,下列实例中,不能说明大气压存在的是( )
A.图甲:覆杯实验 B.图乙:用吸管吸饮料
C.图丙:孔明灯升空 D.图丁:用吸盘挂物件
【答案】C
【分析】大气压强的存在可以用实