如何正確全面理解大氣壓強

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）23-0060-02

大氣壓強與生產、生活有著密切的關系，它是無處不有，無處不在；離開了它，將一事無成，人也無法生活，本文從以下幾個方面談談對大氣壓強的正確認識與理解。

一、大氣壓的概念

1.大氣壓的定義：大氣和液體一樣，內部也有壓強，大氣對浸在其中的物體的壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓。

2.大氣壓產生的原因：包圍地球的空氣受到重力的作用，而且能夠流動，因而空氣向各個方向都有壓強。

3.大氣壓是客觀存在的，地球周圍被一層很厚的空氣包圍著。包圍地球的空氣層叫大氣層，大氣層由許多空氣分子組成，而氣體分子總是在不停的做無規則運動，這種運動將使氣體均勻分布在它所能到達的整個空間，也就是說大氣壓本應該充滿到整個宇宙空間，但由于重力作用，空氣分子將聚集在地面附近，這兩種相反的趨勢達到平衡，形成了穩定的大氣層，我們生活在大氣的最低層，大氣由于受到重力作用，所以也像液體對浸在其中的物體產生壓強一樣，空氣對浸在它里面的物體也要產生壓強，這個壓強叫做大氣壓強。

人們通過一系列的觀察和研究確信了大氣壓的存在，其中著名的馬德堡半球實驗不但證明了大氣壓的存在，而且有力的證明了大氣壓強是很大的，由于人體內的壓強跟大氣壓幾乎相等，所以我們感覺不到大氣強的存大。

二、托里拆利實驗

1.托里拆利實驗準確地定了大壓強的值。測量中玻璃管內的水銀住產生的壓強只跟水銀柱的高度有關，與水銀柱的粗細、玻璃管是否豎直、管內水銀面與管頂的距離均沒有關系，這個結論可以由液體內部壓強公式得出。

2.托里拆利實驗的設計思想：讓大氣壓來支持水銀柱，玻璃管內的水銀柱上方是真空，看大氣壓最多能支持多高的水銀柱，當水銀柱靜止時，大氣壓強與水銀柱產生壓強相等，由P=€%j水銀gh計算大氣壓的值（h這管內水銀柱的高度）。托里拆利實驗的設計思想就是不能用公式計算的大氣壓轉換為等值的水銀柱壓強。

大氣壓不能用公式P=€%j空氣gh計算的主要原因是空氣密度隨著高度和氣溫的變化而變化，不是定值，并且無自由面，h無法確定。

4.托里拆利實驗的原理分析：由于玻璃內水銀面上方是真空的，而管外水銀面上方受到大氣壓強的作用，這時管內的水銀面不再下降，管內的水銀柱靜止，因此，在管內與管外水銀面相平處的液片上下兩個面所受到的壓強相等，即玻璃內水銀面的壓強跟大氣對管外水銀面的壓強相等。可見這個水銀柱產生的壓強就等于大氣壓強。

5.托里拆利實驗思考：觀察托里拆利實驗所用的實驗器材、實驗方法和實驗過程時，有幾個問題值得認真去思考的：（1）怎樣才能使玻璃管內水銀柱上方是真空？（2）這什么實驗用水銀而不用水或其它液體？（3）為什么要用長1米的玻璃管？（4）當玻璃管傾斜時，為什么管內的水銀柱會變長，而管內外的水銀柱高度差卻保持不變？（5）若實驗時管內漏進了空氣對測量大氣壓有什么影響？以上問題，對培養物理思維方法，認識物理規律，掌握實驗操作技能技巧，深刻體會觀察和實驗的重要性都很有意義。

三、大氣壓的值的單位

1.通常把760mm的高的水銀柱所產生的壓強值叫做標準大氣壓。

四、大氣壓的測量工具

測量大氣壓的工具叫做氣壓計。托里拆利實驗的裝置就是一個水銀氣壓計，它測量結果準確，但攜帶不方便。實際常用的氣壓計是金屬盒氣壓計，它是利用氣壓變化時，金屬盒厚度及其中彈簧片彎曲程度隨之變化的原理來測量大氣壓的值，這種氣壓計還可以做成高度計。

五、大氣壓的變化

1.大氣壓的值不是固定不變的，大氣壓隨著海拔高度、溫度、空氣濕度等因素的變化而變化。

2.實驗表明：大氣壓隨海拔高度的增加而減小，但不是均勻減小，因為離地面越高，空氣越稀薄，空氣的密度越小，因此大氣壓隨海拔高度減小是不均勻的，越高，大氣壓隨高度減小的越慢。在海拔2千米以內，空氣密度的變化可近似認為是均勻的，所以這可近似認為每升高12米，大氣壓降低1毫米水銀柱，約133帕。

3.大氣壓隨天氣的變化而變化

冬天的氣溫低，氣體的體積收縮，而夏天氣溫高，氣體膨脹，使體積變大，這就造成了冬天空氣密度大于夏天空氣密度，因此冬天大氣壓大于夏天大氣壓。

4.大氣壓隨溫度的變化而變化：一般地說，晴天的大氣壓高于陰天的大氣壓。

六、大氣壓與空氣流速的關系

空氣流速越大的地方大氣壓越小，空氣流速越小的地方大氣壓越大。飛機就是利用這個原理獲得升力的。

七、大氣壓強的應用實例

大氣壓是一個重要的物理現象，它跟生產、生活有密切的聯系，例如活塞式抽水機與離心式水泵都是利用大氣壓作用而工作的。這兩種機械雖然結構不同，工作原理是卻是相同的，都是利用大氣壓把水從低處壓到高處。因為大氣壓有一定的限度，所以水在抽水機中上升的高度也有一定限度。根據P=€%j水gh計算出大氣壓能將水壓上的高度約為10米。

在日常生活中也有好多現象都與大氣壓有關，如用塑料管吸飲料、醫生用針筒吸藥液、鋼筆吸墨水、掛吊瓶打點滴和吸盤掛衣勾吸在玻璃面上等。

（責任編輯 易 凡）