形成大氣浮力的誘因
月球周圍包著一層厚厚的空氣,它主要是由氫氣、氧氣、二氧化碳、水蒸汽和氦、氖、氬等二氧化碳混和組成的,一般把這層空氣的整體稱之為大氣層.它上疏下密地分布在月球的周圍,總長度達1000千米,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
大氣壓形成的緣由可以從不同的角度來解釋。課本中主要提及的是:空氣受重力的作用,空氣又有流動性,因而向各個方向都有浮力。講得細(xì)致一些,因為月球?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來支持它,那些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,就是大氣浮力;第二,可以用分子運動的觀點解釋由于二氧化碳是由大量的做無規(guī)則運動的分子組成,而這種分子必然要對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與物體表面一個沖擊力,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,則相同時間內(nèi)空氣分子對物體表面單位面積上碰撞的次數(shù)越多,從而形成的浮力也就越大。
借助分子運動論的觀點可以解釋:為何大氣層不均勻分布,能導(dǎo)致大氣壓下高上低的現(xiàn)象。
標(biāo)準(zhǔn)大氣浮力
大氣浮力不但隨高度變化,在同一地點也不是固定不變的,一般把1.01325×10^5Pa的大氣浮力稱作標(biāo)準(zhǔn)大氣浮力。它大概相當(dāng)于760mm水銀柱所形成的浮力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓也可以稱作760mm水銀柱大氣壓。.
標(biāo)準(zhǔn)大氣浮力的值在通常估算中常取1.013×10^5Pa()測量大氣壓強的公式,在簡略估算中還可以取作10^5Pa()。
大氣浮力的估算方法
大氣會從各個方向?qū)μ幱谄渲械奈矬w形成浮力測量大氣壓強的公式,大氣浮力簡稱為大氣壓。檢測大氣壓的儀器稱作氣壓計,常見的有水銀氣壓計。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1atm)=760毫米汞柱(mmHg)。
液體浮力估算公式:P=ρgh
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。因為檢測地區(qū)等條件的影響,所測數(shù)值不同。
依照液體浮力的公式P=ρgh,水銀的密度是13.6×10^3千克/立方米,為此76分米高水銀柱形成的標(biāo)準(zhǔn)大氣浮力是:
P=13.6×10^3千克/立方米×9.8牛頓/千克×0.76米
≈1.013×10^5牛頓/平方米
=1.013×10^5帕斯卡
=0.(兆帕)
=1atm
=
=760托
=
1mmHg=1.01325*10^5Pa/760=133.32pa
大氣浮力的應(yīng)用
活塞式抽水機是借助活塞的聯(lián)通來排出空氣,導(dǎo)致內(nèi)外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽出,當(dāng)活塞壓下時,進水球閥關(guān)掉而排氣球閥打開;當(dāng)活塞提上時,排氣球閥關(guān)掉,進水球閥打開,在外界大氣壓的作用下,水從進水管通過進水球閥從上方的進水口流出.這樣活塞在圓筒中上下往復(fù)運動,不斷地把水抽下來.
離心式油泵的工作原理
電機在起動前,先往泵殼內(nèi)灌滿水,排出泵殼內(nèi)的空氣。當(dāng)起動后,軸套在電動機的推動下高速旋轉(zhuǎn),泵殼里的水也隨軸套高速旋轉(zhuǎn),因為離心力的作用而被甩入進水口中。這時軸套附近的浮力減少,大氣壓使低處的水推開底閥,沿進水管泵殼,進來的水又被軸套甩入進水口,這樣仍然循環(huán)下去,就不斷把水抽到了高處.
活塞式抽水機和離心泵,都是借助大氣壓,把水抽上來,由于大氣壓有一定的限度,因此抽水機的汲水揚程——水面到電機的高度差——也有一定的限度,不超過10.334米.其實,實際揚程遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個高度,由于水被抽到了電機后被泵“甩”了起來,可以達到很高的高度。
大氣浮力的推論公式
物體浮力
p=F/S(在都使用國際單位制時,單位是pa)
在受力面積一定時,壓力越大,浮力的作用療效越顯著。(此時浮力與壓力成反比)在壓力不變的情況下,減小受力面積可以減少浮力;減小受力面積可以減小浮力.(此時浮力與受力面積成正比)
液體浮力
p=ρgh(p液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh)
(1)液體對容器底和側(cè)壁都有浮力,液體內(nèi)部向各個方向都有浮力.