大氣對(duì)浸在它上面的物體的浮力稱(chēng)作大氣浮力,簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓或氣壓。包圍月球的大氣因?yàn)樵獾街亓Φ淖饔茫遣拍芰鲃?dòng),因此大氣對(duì)浸在它上面的物體形成大氣浮力,大氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有大氣浮力,且大氣中某一點(diǎn)向各個(gè)方向的大氣浮力大小相等。
大氣浮力的發(fā)覺(jué)
許久曾經(jīng),人們就注意到一個(gè)現(xiàn)象,當(dāng)拿來(lái)輸送水的虹吸管跨越高度10米以上的土坡時(shí),水就輸不起來(lái)了;在超過(guò)10米深的井里,抽水泵就不起作用了。人們?cè)缇蜁缘弥灰阉芾锏?a href='http://www.njxqhms.com/gaozhongwuli/jiaoxueshipin/34625.html' title='我國(guó)首個(gè)基于高空氣球的臨近空間飛行實(shí)驗(yàn)平臺(tái)' target='_blank'>空氣抽走,導(dǎo)致一個(gè)真空環(huán)境,這么水都會(huì)順著水管往上流。
人們難以解釋水為何會(huì)往上流,而不是一般那樣“水往低處流”,就借用古埃及學(xué)者亞里士多德的格言“大自然討厭真空”聊以手淫。
托里拆利發(fā)覺(jué)大氣壓力
托里拆利觀察到大氣對(duì)月球表面施有壓力,并推測(cè),這有可能解釋所謂“大自然討厭真空”的各類(lèi)現(xiàn)象。
托里拆利覺(jué)得,既然空氣有重量都會(huì)形成壓力,如同水有重量會(huì)形成壓力和壓強(qiáng)一樣。正是空氣的壓力把水從管子里往上壓,壓到10米的高度時(shí),火柱的重量剛好等于空氣的壓力,水就再也壓不起來(lái)了。為了否認(rèn)這一點(diǎn),他開(kāi)始研究吸水哪筒(唐代電機(jī))的原理。并讓自己的助手維維安尼幫忙用各類(lèi)液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),由此查明了哪筒下降液體的高度取決于液體的比重。而這恰恰為發(fā)覺(jué)大氣壓力指明了方向。
按照“大自然對(duì)真空的憎恨限度”,實(shí)驗(yàn)須要一個(gè)高10米的實(shí)驗(yàn)裝置,且不說(shuō)制做之難,10米有三四層樓這么高,如何進(jìn)行觀測(cè)呢?
托里拆利設(shè)計(jì)了一個(gè)方式,借助比水重13.6倍的水銀來(lái)做實(shí)驗(yàn)。他讓人制做了一根1米長(zhǎng)的玻璃管,一端封閉,一端開(kāi)口。維維安尼將水銀灌滿(mǎn)管子,之后用右手擋住開(kāi)口的一端,將管子顛倒過(guò)來(lái)使開(kāi)口的一端朝下,再放進(jìn)一個(gè)盛滿(mǎn)水銀的陶瓷槽里。當(dāng)他放開(kāi)按住管口的拇指時(shí),管里的水銀很快上漲,當(dāng)水銀降到距槽里的水銀面76分米高度時(shí),就不再增加了。換算一下就可以得出,76分米高的水銀柱形成的浮力,恰好等于10米火柱形成的浮力。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)形象地顯示出、水銀槽里水銀表面所遭到的大氣浮力正好等于76分米高的水銀柱所形成的浮力。而巨很其實(shí),有某種外力使水銀留在管子里,這些外力可能就是茶杯里水銀曲上的空氣壓力。
蓋利克的馬德堡半球
托里拆利發(fā)覺(jué)大氣壓力的消息很快傳到了日本。受托里拆利實(shí)驗(yàn)的啟發(fā),1649年,西班牙工程師蓋利克發(fā)明了真空泵,借助真空泵可以抽出密封于容器中的空氣。
為了讓人們相信大氣有壓力,蓋利克為日本太上皇和議會(huì)議長(zhǎng)演出了在歷史上被傳為佳話的“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”。這是一次極具戲曲性的科學(xué)實(shí)驗(yàn),直觀地證明了大氣壓的存在。
1654年5月8日,蓋利克帶著兩個(gè)半徑50分米的黃銅半球來(lái)見(jiàn)太上皇,他告訴太上皇,把這兩個(gè)半球合攏發(fā)現(xiàn)大氣壓強(qiáng)的人是誰(shuí),兩側(cè)雖然各用五六匹馬未拉也未必能拉開(kāi)。
蓋利克將紅銅半球的邊承襲經(jīng)丙酮蠟浸過(guò)的皮環(huán)密封,抽去球中的空氣,在大氣壓力的作用下,兩個(gè)半球緊緊扣合在一起,半球上焊有堅(jiān)固的銅環(huán),他讓兩支馬隊(duì)朝相反的力一向分別使勁拉兩個(gè)半球,可無(wú)論牲畜怎么使勁,兩個(gè)半球還是牢牢地黏合在一起。于是,蓋刊克在兩側(cè)馬隊(duì)的馬一匹匹地降低,結(jié)果用了16匹馬才把它們拉開(kāi)。

帕斯卡發(fā)覺(jué)大氣壓力隨高度變化
另一個(gè)證明大氣壓力存在的無(wú)可爭(zhēng)辯的實(shí)驗(yàn),是與托里拆利同時(shí)代的匈牙利物理家和化學(xué)學(xué)家帕斯卡進(jìn)行的。帕斯卡曉得托里拆利的實(shí)驗(yàn)之后,便借助托里拆利設(shè)計(jì)的“世界上第一個(gè)檢測(cè)大氣浮力的氣壓計(jì)”。1646-1647年在瑞士的魯昂和倫敦以下同形式重做了一系列實(shí)驗(yàn)。
帕斯卡覺(jué)得,用水銀柱量出的大氣壓力實(shí)際上是空氣重量形成的力,隨著高度的上升,空氣黏稠,大氣的壓力也會(huì)漸漸降低。1648年,腳有殘障的帕斯卡委托表弟佩里埃帶著水銀氣壓計(jì)登上高山觀察氣壓計(jì)讀數(shù)的變化,發(fā)覺(jué)在海拔1600米左右的高度,氣壓計(jì)水銀柱液面增長(zhǎng)了大概10%,得到這個(gè)消息以后,他于1648發(fā)表了這一結(jié)果和從中得到的推論。
隨后的多次檢測(cè)表明,在距離海平而2000米的高度內(nèi),平均每下降12米,水銀柱大概增加1毫米。曉得了大氣壓跟高度的關(guān)系,就可以按照大氣壓的大小來(lái)佑算出某處的高度。這些用氣壓計(jì)檢測(cè)高度的技巧,承襲至今。
大氣浮力形成的緣由
月球周?chē)粚雍窈竦目諝猓饕怯杉淄椤⒀鯕狻⒍趸肌⑺羝秃ぁ⒛省宓榷趸蓟旌徒M成的,一般把這層空氣的整體稱(chēng)之為大氣層。它上疏下密地分布在月球的周?chē)傞L(zhǎng)度達(dá)1000米,所有浸在大氣里的物體都要遭到大氣作用于它的浮力,如同浸在水底的物體都要遭到水的浮力一樣。
大氣壓形成的緣由可以從不同的角度來(lái)解釋?zhuān)?span style="display:none">jVP物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
重力觀點(diǎn)解釋?zhuān)嚎諝馐苤亓Φ淖饔茫諝庥钟辛鲃?dòng)性,因而向各個(gè)方向都有浮力。講得細(xì)致一些,因?yàn)樵虑驅(qū)諝獾奈饔茫諝鈮涸诘孛嫔希鸵康孛婊虻孛嫔系钠渌矬w來(lái)支持它,這種支持著大氣的物體和地面,就要遭到大氣壓力的作用。單位面積上遭到的大氣壓力,就是大氣壓強(qiáng)。
分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)解釋?zhuān)河捎诙趸际怯纱罅康淖鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子組成,而這種分子必然要對(duì)浸在空氣中的物體不斷地發(fā)生碰撞。每次碰撞,二氧化碳分子都要給以物體表面一個(gè)沖擊力,大量空氣分子持續(xù)碰撞的結(jié)果就彰顯為大氣對(duì)物體表面的壓力,因而產(chǎn)生大氣壓。若單位容積中富含的分子數(shù)越多,則相同時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)物體表面單位面積上碰撞的次數(shù)越多,因此形成的浮力也就越大。借助分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)可以解釋?zhuān)簽楹未髿鈱硬痪鶆蚍植迹軐?dǎo)致大氣壓下高上低的現(xiàn)象。
大氣浮力是多少
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下海平面的氣壓,1644年由化學(xué)學(xué)家托里拆利提出,其值為101.發(fā)現(xiàn)大氣壓強(qiáng)的人是誰(shuí),是浮力的單位。
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是這樣規(guī)定的:把氣溫為0℃、緯度45度海平面上的氣壓稱(chēng)為1個(gè)大氣壓,水銀氣壓表上的數(shù)值為760毫米水銀柱高(相當(dāng)于1013.25百帕)。即,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的浮力是1.^3mbar。
大氣浮力換算:

1MPa(兆帕)=(千帕)=(帕斯卡)
1bar(巴)=0.1MPa
1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)=0.=1.
1大氣壓==1.^5pa=1.03x10^2KPa=1.^3mbar
大氣浮力基本性質(zhì)
1、大氣浮力是指月球上某個(gè)位置的空氣形成的浮力。月球表面的空氣遭到重力作用,并具有流動(dòng)性,由此而形成了大氣浮力。
2、氣體和液體都受重力而且具有流動(dòng)性,它們的浮力有相像之處、大氣壓向各個(gè)方向都有,在同一位置各個(gè)方向的大氣浮力相等,且方向是垂直于物體表面的。并且因?yàn)榇髿獾拿芏炔皇蔷鶆虻模源髿飧×浪愎讲荒軕?yīng)用液體浮力公式。
3、被密封在某種容器中的二氧化碳,其浮力是大量的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的二氧化碳分子對(duì)容器壁不斷碰撞而形成的。它的大小不是由被封閉二氧化碳的重力所決定的。
4、大氣壓的值與地點(diǎn)、天氣、季節(jié)的變化有關(guān),通常來(lái)說(shuō),氣壓隨高度的降低而降低,陰天大氣壓比晴天高,冬天比夏季高。
5、地面上標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約等于760毫米高水銀柱形成的浮力。
生活中的大氣浮力現(xiàn)象
在用吸管吸啤酒時(shí),我們可能沒(méi)有想到過(guò)為何啤酒會(huì)進(jìn)人口中,不曉得這一過(guò)程中是大氣壓起著決定性的作用。在我們吸的時(shí)侯使吸管中的氣壓增加,這時(shí)外界的大氣壓把液體壓了起來(lái).假如用吸管在一個(gè)密封的杯子中吸啤酒,你就難吸下來(lái),由于上面二氧化碳膨脹時(shí)氣壓降低。
得病點(diǎn)滴時(shí)為何杯子的上端有兩根管子,一根通往人體,而另一根卻通往空氣?實(shí)際上又是由于大氣壓的緣故。在水不斷地往下滴的過(guò)程中,水在不斷地減小,上面二氧化碳容積在不斷減小,浮力都會(huì)降低,這時(shí)外界的大氣壓都會(huì)把外邊的二氧化碳?jí)喝似績(jī)?nèi),使瓶?jī)?nèi)氣壓減小,水就會(huì)不斷從瓶中流下來(lái)。假如沒(méi)有了這根與外界相通的管子,水就不會(huì)繼續(xù)往下流了。
現(xiàn)今家庭為了美觀,不再往墻壁釘鐵釘掛衣物,而是采用真空掛衣鉤,這些東西既美觀又耐用。這么它是憑借哪些才能緊緊吸附在光滑的墻面上的呢?也是借助大氣浮力。在使用時(shí),先將上面的二氧化碳擠出,之后將掛衣鉤基座與光滑的外墻貼在一起使上面的二氧化碳被逐出,瓶?jī)?nèi)部氣壓降低,外界氣壓依舊如故。這樣掛衣鉤的基座就被緊緊壓在光滑的墻面上,而且可以承受較大的拉力。
冬天蓋上剛倒出些冷水的暖水壺時(shí),射手瓶蓋常會(huì)跳起,這又是二氧化碳?jí)毫ψ魉睢偟钩隼渌乃畨兀厦娴臍鉁剡€較高。后進(jìn)去的空氣受熱膨脹,瓶?jī)?nèi)二氧化碳?jí)毫p小,把蓋子頂開(kāi)。
