内容正文:
9.3大气压强
一、大气压强的存在
1.大气对浸在它里面的物体也有压强,叫做大气压强。简称大气压。
2.大气压的产生原因:地球周围包含着厚厚的空气层(大气层),这些空气因地球吸引而受重力作用,同时空气又具有流动性,因此大气对浸在其中的物体表面就产生了压强。
3.特点:大气向各个方向都有压强;大气内部某一点向各个方向的压强相等;因为空气具有流动性,也像液体一样向各个方向都有压强。
4.最早证明大气压强存在的实验:马德堡半球实验。
5.应用:
(
点拨
平时感觉不到大气压存在的原因:大气压在我们周围时时存在,我们却没感觉到,是因为人身体内外空气相通,身体部位内外所受大气压强相同,身体部位内外所受大气压力相互平衡。
)
二、大气压强的测量
最早测定大气压的是意大利科学家托里拆利。
1.托里拆利实验
(1)实验器材:长约1m一端封闭的玻璃管、 水银、水银槽 、刻度尺
(2)实验步骤:
①玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住。
②将管倒插到水银槽里,松开手指。
③观察竖立(倾斜)管内水银面下降,测量管内与槽内水银面高度差。
(3)实验现象:管内水银面下降到一定高度停止下降;改变管子倾斜度,其高度不变。
(4)实验分析:作用在水银槽液面上的大气压强,能大小不变地在水银内向各个方向传递.则该截面下方受到向上的压强作用,大小等于大气压强。另一方面,该截面上方是76 cm高的水银柱。水银柱上方又是真空的。因为该截面此时静止不动,所以它受到上、下方向的压力相平衡,而截面上、下面的面积相等,故此大气压强在数值上恰好等于76 cm高的水银柱所产生的压强。由二力平衡可知大气压强等于水银柱液体压强。
(5)实验结论:
大气压支持760mm高的水银柱,即大气压等于760mm水银柱产生的压强:
p大气 = p水银=ρ水银gh= =13.6×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m=1.013×105 Pa
通常把这样大小的大气压叫做标准大气压:1标准大气压 p0= 1.013×105 Pa=760mmHg
讨论交流
①将玻璃管中灌满水银,目的排出玻璃管内的空气。
②将玻璃管倒插在水银槽中,放开手指后,玻璃管中的水银会下降,其上方形成真空。
③当大气压不变,玻璃管倾斜、上提下压、粗细不同等时,水银柱竖直高度不变。
④ 测量高度时,要测水银槽内水银液面到玻璃管中水银柱液面的竖直高度。
⑤ 玻璃管内装水银,而不用水。原因是水的密度太小,水柱太高,使用不方便。(标准大气压下,水柱约10.34m)
⑥若玻璃管内混有少量空气,水银柱的高度会偏小,则测量的结果比实际大气压小。
2.自制气压计
拿着这个装置从楼下到楼上,观察细管中水柱的高度变化。并给出解释。
实验现象:随着高度的增加管内水柱高度变大。
实验表明:大气压随高度增加而减小。
三、大气压的变化
1.大气压与高度的关系:海拔越高,气压越小;海拔越低,气压越大。
在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压大约减小100Pa。
2.其它因素有天气、温度、体积等。
(1)天气:通常晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。
(2)温度:当质量和体积不变时,气体温度越高,气压越大。
(3)体积:当质量和温度一定时,体积越小,气压越大。
3.液体的沸点与大气压的关系
大气压越低,水的沸点越低。
4.大气压的应用:活塞式抽水机
1.一张硬纸片就可以托起一整杯水,若杯口朝向其他方向,如图所示,则硬纸片 (会/ 不会)掉下,这说明 。
2.在塑料管中装满水,用一块硬纸片覆盖在管口压紧,将塑料管倒置后,水不会从管中流出(如图所示),这一现象证明了 存在;若此时在塑料管的上端扎一个孔,水 (填“会”或“不会”)从孔中向外喷出。
3.在长约1米、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量内外水银面的 ;
(2)如果将水银槽中的玻璃管稍微倾斜,水银柱的高度将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)如果把装置里的水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内,管中的水柱 下降(选填“会”或“不会”);
(4)如果在管壁的中间开一个小孔,里面的水柱 喷出(选填“会”或“不会”),理由是 。
4.如图所示,小张同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米,一端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,管内水银面下降到一定高度时就不再下降。
(1)小张往玻璃管灌满水银,当水银柱下降平稳后玻璃管的上部是 ,已知水银的密度为13.6×103kg/m3,她通过数