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高中物理标準大氣壓

生活 更新时间:2024-10-11 19:39:47

高中物理标準大氣壓?之前我們探讨液體壓強的時候就說過流體的性質,液體是流體的一種,另外還有一種我們常見卻不太注意的流體,那就是空氣在地球的表面由于重力的作用,有一層厚厚的空氣層包圍,今天小編就來聊一聊關于高中物理标準大氣壓?接下來我們就一起去研究一下吧!

高中物理标準大氣壓(從常識出發看待中學物理)1

高中物理标準大氣壓

大氣壓強

之前我們探讨液體壓強的時候就說過流體的性質,液體是流體的一種,另外還有一種我們常見卻不太注意的流體,那就是空氣。在地球的表面由于重力的作用,有一層厚厚的空氣層包圍。

關于大氣壓強的測量,我們前面說過流體壓強p=ρgh,因為第一:大氣的密度ρ從上到下是不均勻的,第二:g值随着距離地球的距離不同也是有變化的,第三:你很難在地球上找到一個準确的大氣的高度h,三個相關要素都不好确定,所以靠公式計算是比較難的。

那麼對于大氣壓強,我們怎麼測量呢?我們之前已經說過,流體之所以流動,是因為流通中某一個小顆粒周圍的壓力不再平衡,說白了就是某一個方向上出現了壓力差,也就是壓強差。就好像你在中間,周圍四個方向有四個同學用同樣的力推你,你是不動的,可是當某一個同學把力撤掉,由于你的周圍出現了壓力差,所以你就動了。所以科學家托裡拆利想出了一個精妙的辦法。直接計算大氣壓難,那就制造一種和大氣壓強差所産生的壓力相平衡的力,以間接的方法測量它。

假設現在有一種流體,它在大氣壓下,當它周圍的大氣壓不同時,我們很容易知道它會向氣壓小的地方流動,科學家找到了一種密度很大的流體——水銀。現在把一個裝有水銀的容器放在桌上,水銀裡面豎立一根均勻的玻璃管,我們知道管中的氣壓等于容器中水銀所受的氣壓,現在我把管中的空氣抽去一些,我們很容易想到由于内外的氣壓差造成了水銀向管中流動,所以管内水銀會高于容器中的水銀平面,現在我再把空氣抽去一些,水銀柱就會更高一些,直到我把管中的空氣全部抽去,你會發現玻璃管中有一根高高的水銀柱,這時候管中再也沒有空氣可以抽了,也就是出現了一段真空。你會發現水銀柱并不是無限高漲的。那是因為水銀會受到重力的作用,而這重力會抵消由于空氣壓強差所帶來的壓力差。大氣壓強的最大值,就是當管中出現真空的時候,外部大氣壓全部作用在水銀柱上的時候。當此時,水銀柱受到向上的大氣壓力的作用,又受到重力的作用,由于水銀柱保持靜止,我們很容易根據前面的知識确定它所受的是平衡力。于是大氣壓力等于重力。而關于水銀的重力我們很容易求得G=mg=ρVg=F壓=pS。由于在管中,大氣壓的作用面積和水銀柱的底面積都是玻璃管的橫截面積。水銀V=Sh所以就是pS=ρShg,p=ρgh,也就是說大氣壓強就等于水銀柱的壓強。

現在我再用第二種方式解釋一下,求大氣壓p。還是從達到平衡狀态開始,我們取水銀柱最底部的一個點為研究,由于水銀柱高度不再變化,所以這個點靜止,所以可以斷定這個點是平衡的,也就可以斷定它上下的壓強相等,而水銀是一種流體,所以它的壓強P=ρgh,當然這裡的ρ是指水銀的密度,因而可知,大氣在此處的壓強p氣=p汞=ρ汞gh。兩個意思是一樣的,同學們可以領會一下大氣的壓強。

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