常州市朝阳中学 徐傲林 大 气 压 强

是谁压扁了铁桶

大气压的存在 我们的地球被一层厚度约为80千米--100千米的大气层包围着。如果把地球设想成一只苹果大小,那么苹果皮就相当于大气层。同海水和一切其他物体一样,大气也受到地球的引力作用,因此这层大气不会逃逸到宇宙中去。如果把空气比作海洋,我们就生活在这层海洋的底部。我们周围每立方米空气的质量约为1千克,由于大气也受到重力作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。

1、地球表面物体受到的大气压强很大。伸出手掌,你知道你的手掌大约会受到多大的大气压力吗?你的手掌怎么能支撑得住如此大向下的大气压力呢? 这是因为空气"海洋"内的压强和液体内部的压强一样,也是指向各个方向的,并且在同一深度处大小相等。所以,你的手背也受到一个方向向上、大小相等的大气压力。作用在你手上的向下和向上的大气压力相平衡。 2、图中人体为什么没有被大气压强压瘪？ 就像海底的鱼儿不会被海水的巨大压强压扁一样,这是因为你体内也存在着压强,这种体内压强正好与大气压强相平衡。

大气压强的测定 大气压强究竟有多大呢?1644年,意大利科学家托里拆利首先用实验测定了大气压强的值。他在一根一端封闭、长度约为1米的直玻璃管中灌满水银,然后用手指堵住管口,将玻璃管竖直倒插在水银槽中,再松开手指。此时水银柱会下降,但是托里拆利发现,当水银柱下降到管内外水银面高度差约为76厘米时就不再下降了。他由此判定,大气压强的值可以用它能支撑住76厘米高的水银柱这一事实来表示。 设想在管内取一与管外水银面相平的液面。由于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,该液面下方受到向上的压强作用,大小等于大气压强。 另一方面,该液面上方是76厘米高的水银柱,水银柱上方又是真空的。因为该液面此时静止不动,所以它受到的上下方向的压力相平衡,而液面上、下面的面积相等,故此大气压强在数值上恰好等于76厘米高的水银柱产生的压强。根据液体内部的压强公式,可得大气压强的值为p0=ρ水银gh=13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米=1.013×105帕。 通常把相当于760毫米水银柱所产生的压强值称为1标准大气压。1标准大气压也可近似取为1×105帕,即在每平方厘米面积上承受10牛的压力。这约相当于一头质量为200千克的猪,四脚站立时对地面产生的压强。

大气压强的应用 大气压强还有许多方面与日常生活和技术密切相关。例如平时我们用吸管吸饮料的过程,实际上是大气压强把饮料通过吸管压出来的过程。 利用大气压强的关键是产生比大气压强低的负压区,依靠大气压强和负压区之间的压强差来工作。离心式水泵和抽水机、吸尘器和扫街机、脱排油烟机、各种真空吸盘,乃至中国传统医疗中的拔火罐都是依据这一原理工作的。

大气压强的变化与利用 大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,空气越稀薄,大气压强就越小。根据这一规律,无液气压计经重新标度后可直接显示海拔高度,此时称为高度计。例如,热气球上常用这种高度计来显示热气球上升的高度。

思考与练习 1.画出托里拆利用来测量大气压强的水银气压计的简图,在图上标出水银柱高,并回答以下问题: (1)如果将玻璃管直径加粗,管中水银柱的高度怎样变化?为什么? (2)如果将玻璃管倾斜,管中水银柱的竖直高度怎样变化?为什么? (3)如果有少量空气泡进入玻璃管内,管中水银柱的高度怎样变化?为什么? (4)如果在水银槽上盖上密封盖,并用抽气机把槽内的空气抽去,管中水银柱的高度怎样变化?为什么? 2.至少必须用多大压强的气体才能在一个3米深的游泳池底部把气球吹大?

3.如图所示,给病人静脉滴注密度为1.03×103千克/米3的药液,当滴注器在图示高度时,药液恰好能注入静脉,那么病人静脉的血压相当于多少厘米水银柱高? 0.75米 大气压强

4. 如图所示,用手指捏胶头滴管上的橡皮小球,然后松开。盛水器皿中的水在胶头滴管中上升了0 4.如图所示,用手指捏胶头滴管上的橡皮小球,然后松开。盛水器皿中的水在胶头滴管中上升了0.15米。求胶头j商管橡皮小球中的压强。设此时大气压强为1.01×105帕。如果在海拔很高的山顶上的实验室中使用此胶头滴管,效果有何不同?为什么?

5.用吸管吸饮料时,吸管和口腔中可形成一个比大气压强小1200帕的负压区,那么嘴离开杯中饮料面的竖直高度不能超过多少厘米?设饮料的密度为1.01×103千克/米3。 6.研究以下日常生活中利用大气压强的实例,在简图帮助下用简要的文字说明大气压强的作用。 (1)疏通水斗的橡皮吸盘; (2)吸盘挂钩; (3)吸尘器; (4)用吸管吸瓶中的饮料; (5)医院里给病人静脉滴注的装置。

7、如图所示,在一盛水玻璃瓶的瓶盖上,插上三根两端开口的玻璃管A、B、C。它们的下端位于液面下不同深度处,开口方向也不同。液面上方另有一根管子D可与气囊相连。 (1)盖上瓶盖,D管暂不与气囊相连,此时三根玻璃管内液面的位置应在何处?为什么? (2)盖紧瓶盖并将D管与气囊相连,用气囊向液面上方打气,此时会观察到什么现象?为什么? (3)上题中,如果A、B、C三根玻璃管中液面上升,玻璃管中液面上升的高度表示什么?为什么?先做一下这个实验,并用前面学过的知识来解释所观察到的现象。

再见！ 再见！