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[!--downpath--]氣壓
月球周圍環(huán)繞著一層厚厚的空氣，稱為大氣層。 空氣可以像水一樣自由流動，但也會受到重力的影響。 因此，空氣內(nèi)部在各個方向都有浮力，這種浮力稱為大氣壓。
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大氣壓力 - 定義
氣壓
1.稱為“大氣浮力”。 重要的氣象要素之一。 由于月球周圍大氣層的引力而產(chǎn)生的浮力。 它的大小與海拔、溫度等條件有關(guān)。 通常隨著身高的降低而降低。 例如，高山上的大氣壓力比地面小得多。 在水平方向上，大氣壓力的差異導(dǎo)致空氣流動。
2. 浮力單位。 “標準大氣壓”的縮寫。 科學(xué)上，相當(dāng)于760毫米高度的水銀柱所形成的浮力稱為1個標準大氣壓，簡稱大氣壓。
月球周圍環(huán)繞著一層厚厚的空氣，稱為大氣層。 空氣可以像水一樣自由流動，但也會受到重力的影響。 因此，空氣內(nèi)部在各個方向都有浮力，這種浮力稱為大氣壓。 1643年，日本科學(xué)家托里切利將一根80分米長的細玻璃管裝滿水銀，倒置在裝有水銀的罐中。 他發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀增加了大約 4 分米，然后停止增長。 向上。 這4分米的空間里沒有空氣，是真空。 托里切利推測大氣的浮力等于水銀柱的厚度。 后來，科學(xué)家根據(jù)浮力公式，準確計算出標準條件下大氣壓為1.013×10^5Pa。 由于當(dāng)時信息交流不暢，英國和美國對大氣壓的實驗研究成果在亞洲并不廣為人知，所以最初的大氣壓研究是在美國獨立進行的。 1654年，奧托格里克在美國馬格德堡進行了著名的馬格德堡半球?qū)嶒灒行У仳炞C了大氣浮力的存在，使人們對大氣壓力有了深刻的認識。 在那段時間里，奧特格利克也做了很多實驗來驗證大氣壓的存在，也是在這個時候他第一次看到托里切利在11年前就測量了大氣壓。
大氣壓力 - 檢測到
大氣壓實驗
伽利略的中學(xué)生托里切利實現(xiàn)了伽利略的夙愿。 受到伽利略的啟發(fā)，托里拆利認為，如果使用比水密度大得多的液體，能夠吸收的高度就會很短。 在日常環(huán)境中，密度最大的液體就是水銀，也就是汞，一種密度是水13.5倍的液態(tài)金屬。 托里切利在一根長約1米的玻璃管中裝滿水銀，先將開口端封好，將玻璃管倒置在裝滿水銀的碟子中，然后將其拉出。 這時，管內(nèi)的水銀在重力作用下流入碟內(nèi)，水銀柱上方形成真空。 并且，當(dāng)管內(nèi)的水銀位升高到比鍋內(nèi)的水銀位高760mm時，水銀不再從豎管中流出，而是一直保持這個高度。 原則上，這個裝置是世界上第一個“晴雨表”。
玻璃管中的水銀柱將保持固定高度。 如何解釋這種現(xiàn)象？ 托里切利的合作者維瓦尼提出，厚厚的大氣向上壓在盤中的水銀上，大氣壓的作用力等于 760 毫米水銀柱的重力，從而使水銀柱保持恒定高度。
由于托里拆利的玻璃管中出現(xiàn)了真空，人類可以制造真空、大氣具有質(zhì)量的消息不脛而走，令全亞洲的科學(xué)家們?yōu)橹d奮。 日本語言學(xué)家帕斯卡不僅在家里進行實驗，還搬到了山上。 對比山底的實驗，他發(fā)現(xiàn)高度會影響大氣壓的數(shù)值。 不難理解，在高山上，頭頂?shù)拇髿飧”。瑲鈮阂哺汀?span style="display:none">vgL物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
日本馬格德堡校長奧托格里克在得知托里切利的實驗后，放下公職，開始了科學(xué)實驗。 他把兩個半徑二十分米的半球放在一起，沒有釬焊，而是把空心鐵塊里的空氣抽掉，兩個半球緊緊地粘在一起。 說完，兩個大漢松開固定在兩個半球上的纜繩，朝相反的方向拉了拉。 結(jié)果，鐵塊保持原樣，沒有分成兩部分。 校長沖到兩匹馬身邊，卻沒能分開兩個半球。 再降兩匹馬，還是沒能戰(zhàn)勝大氣壓力。 還是加起來十六匹馬，砰的一聲，鐵塊終于裂開，馬群將兩個半球拉了好遠才站穩(wěn)。
馬格德堡半球?qū)嶒炌怀隽舜髿鈮毫Φ膹姸取?據(jù)托里切利估計，大氣對物體的壓力約為每平方分米1千克重力。 通常一個人的體表面積約為2平方米，所以我們每時每刻都承受著2萬公斤大氣的壓力。 兩萬公斤？ 我們豈不是已經(jīng)被壓成燒賣了！ 別怕，我們和馬格德堡半球還是有區(qū)別的。 它的內(nèi)部是真空的，而我們的身體里充滿了空氣。 “不識廬山真面目，只因身處此山”，感受不到大氣的重量，因為我們的身體被大氣所包容和滲透。
大氣壓——標準大氣壓
換算公式：1標準大氣壓=760毫米汞柱=76分米汞柱=1.013×10 5帕斯卡=10.336米火柱。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，標準大氣壓的規(guī)定幾經(jīng)變更。 原來規(guī)定以氣溫0℃、緯度45°、晴天海平面的大氣浮力為標準大氣壓，大致相當(dāng)于76分米水銀柱的高度。 后來發(fā)現(xiàn)，這種情況下的大氣浮力值并不穩(wěn)定，受風(fēng)、溫度等條件的影響。 所以規(guī)定76分米水銀柱的高度為標準大氣壓值。 而后來發(fā)現(xiàn)，在76分米水銀高度的浮力值也是不穩(wěn)定的，水銀的密度會因為濕度的影響而發(fā)生變化； g 值也隨經(jīng)度變化。
為保證標準大氣壓為定值，1954年第十屆國際計量大會決議規(guī)定，標準大氣壓為
1標準大氣壓=牛頓/米2
大氣壓力的變化
室溫、濕度與大氣浮力的關(guān)系
溫度越高，大氣浮力越大
高中數(shù)學(xué)告訴我們：“氣壓的變化與天氣密切相關(guān)，一般來說，陰天氣壓比晴天氣壓高，冬天氣壓比夏天氣壓高。” 教師通常很難清楚地解釋這個陳述。 筆者覺得這個問題可以歸結(jié)為溫度、濕度和大氣浮力的關(guān)系。 現(xiàn)在說說我的初步認識。
我們通常所說的大氣層是環(huán)繞月球的整個空氣層。 它不僅富含二氧化碳、氧氣和氮氣等二氧化碳，還富含水蒸氣和塵埃。 我們把水汽少（即溫度低）的空氣稱為“干空氣”，把水汽多（即溫度高）的空氣稱為“濕空氣”。 不要認為“干”的東西一定比“濕”的東西輕。 雖然，干燥空氣的分子量是28.966，而水蒸氣的分子量是18.016，所以干燥空氣分子比水蒸氣分子重。 在相同條件下，干燥空氣比水蒸氣密度大。 水蒸氣的密度只有干燥空氣的62%左右。
應(yīng)該說，由于大氣層處于月球周圍的一片開闊空間，沒有特定的界限限制其運動范圍，這使得它不同于密閉容器中的二氧化碳。 對于充滿空氣的密閉容器來說，只要容器中的二氧化碳不飽和，那么當(dāng)我們向容器中輸入水蒸氣時，二氧化碳的浮力必然會減小。 大氣不是這種情況。 當(dāng)某一地區(qū)的大氣溫度由于自然或人為因素而降低時，該地區(qū)的“濕空氣”分子（包括空氣分子和水蒸氣分子）必然向周圍地區(qū)擴散。 因此，該地區(qū)大氣中“干空氣”的含量比周邊地區(qū)小，水汽濃度比周邊地區(qū)大。 這就好比把米糠加到麥子里，混合物的密度比麥子大，所以這個地區(qū)濕空氣的密度也比其他地區(qū)干空氣的密度大。 這樣，該區(qū)域單位底面積的氣柱重量大于其他干燥空氣區(qū)域的相同氣柱。 這也告訴我們，大氣壓力隨著氣溫的降低而降低。 就晴天和陰天而言，其實晴天的氣溫比陰天的要高，所以晴天的氣壓也比陰天的要小。
我們知道大氣壓強怎么算的，二氧化碳分子的“碰撞”是二氧化碳具有浮力的根本原因。 因此，我們也可以解釋大氣壓隨氣溫的變化。 根據(jù)二氧化碳分子運動的基本理論，二氧化碳分子的平均運動速度為：
大氣壓力 - 變化的條件
平均質(zhì)量大的二氧化碳分子，其平均動量也大（有文獻①說：“干空氣的平均速度也比濕空氣小”，這是不正確的）。 對于相同條件下的空氣和濕空氣，由于空氣中二氧化碳分子的分子密度和平均質(zhì)量比濕空氣大，干空氣分子的平均動量也比濕空氣大，所以溫度較低 干燥空氣的壓力高于高溫潮濕空氣的壓力。
當(dāng)我們加熱一個充滿空氣的密閉容器時，它的浮力實際上會降低。 大氣層的情況就不同了。 當(dāng)某一地區(qū)的大氣濕度因某種誘因下降時，必然導(dǎo)致風(fēng)量膨脹，空氣分子必然向周圍擴散。 如果溫度高，二氧化碳分子就會運動得更快，這就會成為降低浮力的誘因。 但另一方面，隨著溫度下降，二氧化碳分子會向周圍擴散，該區(qū)域的二氧化碳分子數(shù)量會減少，從而產(chǎn)生促進浮力減小的誘因。 實際情況是上述兩種對立原因共同作用的結(jié)果。 至于這兩個原因究竟哪個起主要作用，我們不妨看看臺灣和海洋氣壓隨溫度變化的實際情況。 我們說春天臺灣的氣溫比海上高，是因為臺灣的空氣向大海擴散，所以臺灣的氣壓比海上低； ，臺灣的氣壓高于海洋。 由此可見，在溫度變化和分子擴散的兩個原因中，擴散起著主要和決定性的作用。 需要強調(diào)的是，這里所說的擴散是指空氣的縱向流動。 由于垂直氣柱的重量不能因空氣的橫向流動而改變（有文獻②說體溫引起的氣壓變化是空氣浮沉的結(jié)果，這是不恰當(dāng)?shù)模圆荒芨淖兇髿獾闹亓俊?浮力（高度變化對重力加速度 g 的影響完全可以忽略不計）。
因為月球上的大氣總量基本是恒定的。 當(dāng)一個區(qū)域的溫度降低時，往往會伴隨著另一區(qū)域的溫度升高，這使得低溫的空氣有可能向高溫擴散。 擴散的結(jié)果往往是低溫處的氣壓低于高溫處的氣壓。 當(dāng)我們生活的北半球是夏季接受太陽熱量最多的時候，南半球是寒流接受太陽熱量最少的時候。 此時，由于北半球的空氣向南半球擴散，所以北半球的氣壓低于南半球。 而由于大氣總數(shù)基本不變，此時北半球的氣壓高于標準大氣壓，而南半球的氣壓實際上會低于標準大氣壓。 同樣，空氣向相反方向擴散，夏季北半球的氣壓會低于標準大氣壓。 因此，在北半球，夏季氣壓高于冬季氣壓。 其實大氣壓的變化是很復(fù)雜的，但學(xué)校課本上的上述說法還是可以解釋的。
大氣壓力 - 五種變化
在不同的季節(jié)、不同的氣候條件和地理位置下，月球上空的大氣壓力值是不同的。 本文選取大氣壓力的五種主要變化，作了一些分析和討論，以供參考。
1、氣壓隨地形高度變化
從微觀上看，決定二氧化碳浮力的因素主要有兩個：一是二氧化碳的密度n；二是二氧化碳的密度。 另一個是二氧化碳的熱力學(xué)溫度T。 隨著月球表面地勢的下降，月球?qū)Υ髿庵卸趸挤肿拥囊χ饾u減弱，空氣分子密度降低； 與此同時，大氣層的溫度也降低了。 因此，在月球表面，隨著地勢高度的降低，大氣壓力的數(shù)值逐漸減小。 如果把大氣中的空氣看成理想的二氧化碳，可以推導(dǎo)出近似反映大氣壓力隨高度變化的公式為：
μ=p0gh/RT
（μ是空氣的平均摩爾質(zhì)量，P0是月球表面的大氣壓，g是月球表面的重力加速度，R是宇宙二氧化碳常數(shù)，T是月球的熱力學(xué)體溫大氣層，h 為氣柱高度）
由上式可知，在不考慮大氣濕度變化的次生原因影響的情況下，大氣壓力值隨地理高度h的減小呈指數(shù)下降，其函數(shù)形象如圖所示。 2km以內(nèi)，大氣壓值可以近似地隨著地理海拔高度的降低呈線性下降； 2km以外，氣壓值隨地理海拔高度的降低而逐漸降低。 因此，過去中學(xué)數(shù)學(xué)課本上介紹：在2公里的高度范圍內(nèi)，可以近似地認為，每下降12米，大氣壓就會增加1毫米汞柱。
2.大氣壓隨地理經(jīng)度的變化
月球表面大氣的成分，變化最大的是水汽。 人們稱水汽較多的空氣為“濕空氣”，水汽較少的空氣為“干空氣”。 有些人憑直覺覺得潮濕的空氣比干燥的空氣重，這是不對的。 干燥空氣的平均分子量為28.966，而水蒸氣的分子量僅為18.106，因此富含水蒸氣的潮濕空氣的密度小于干燥空氣。 即在相同的數(shù)學(xué)條件下，干燥空氣的浮力比潮濕空氣的壓力大。
在月球表面，從赤道到兩極，隨著地理經(jīng)度的減小，一方面，由于月球的自轉(zhuǎn)和極徑的減小，月球?qū)Υ髿獾奈χ饾u減弱，空氣密度降低； 另一方面，因為兩極的溫度比較低。 低，所以空氣中的水汽較少，可以近似為干燥空氣。 因此，從赤道到兩極，隨著地理經(jīng)度的減小，大氣壓的一般變化規(guī)律是逐漸增大（受氣候等因素的影響，某地的大氣壓值變化可能不服從這條規(guī)則）。
3.大氣壓力的日變化
對于同一地區(qū)，在三天內(nèi)的不同時間，地面上的氣壓值也會不同，這稱為氣壓的日變化。 在這三天中，月球表面的大氣壓力有一個最大值和一個最小值。 最高值出現(xiàn)在 9-10 點鐘位置。 最低值出現(xiàn)在 15-16 點鐘位置。
大氣壓力的日變化主要有以下三個原因。 首先是大氣的運動； 二是大氣濕度的變化； 三是大氣溫度的變化。
日出后，地面開始積熱，同時地面將部分熱量傳遞給大氣，大氣也不斷積熱，其溫度下降，氣溫降低。 當(dāng)體溫下降時，大氣層逐漸上升并向高空發(fā)散。 早上15-16時，大氣輻散運動速度達到最大值，同時大氣溫度也達到最大值。 由于這兩個誘因的影響，導(dǎo)致這三天的這個時候氣壓最低。 16:00以后，大氣濕度逐漸降低，氣溫降低，向下擴散運動減弱，氣壓值開始下降； 進入夜晚，大氣變冷并開始向地面匯聚。 上午9-10點，大氣輻射復(fù)合增長被壓縮到最大程度，空氣密度最大，此時的氣壓是三天來的最高值。
4.大氣壓年變化
在同一個地區(qū)，其大氣壓在一年中不同時期的數(shù)值也是不同的。 這稱為大氣壓力的年度變化。 大氣壓力的年變化可分為臺灣型、海洋型和高山型三種類型。 其中，海洋大氣壓力的年變化恰好與臺灣型相反。 一般所說的“冬比夏大氣壓”，指的是臺灣型大氣壓的年變化。 下面對此進行簡要分析（其他兩種情況不再贅述）。
由于大氣層處于開放空間，在月球周圍沒有特定邊界，這使得它不同于密閉容器中的二氧化碳。 夏季臺灣氣溫比海洋高，大氣溫度也比較高（相對冬季）大氣壓強怎么算的，所以臺灣空氣不斷向海洋擴散，導(dǎo)致浮力下降. 冬季臺灣氣溫低于海洋，臺灣空氣濕度也低于夏季，因此海洋空氣擴散至臺灣，降低臺灣氣壓。 這就是臺灣冬季氣壓比夏季高的原因（大氣濕度也是影響氣壓的一個因素，但這里決定氣壓變化的因素不是溫度，而是大氣的流動和密度).
5、大氣壓力隨氣候變化
大氣壓力在很多情況下隨氣候而變化，但最典型的是陰天和晴天的大氣壓力變化。 俗話說“晴天氣壓比晴天高”，就反映了氣壓的這種變化規(guī)律。
正常情況下，地面不斷向大氣層輻射有效的短波輻射，大氣層也不斷向地面反向輻射。 在陰天，通過對流空氣層的有效輻射和向下發(fā)散運動，可以比較順利地輸送地面熱量。 在晴朗的日子里，云減少了對流層大氣的向外發(fā)散運動。 云對保護地表和液體層熱量的這種影響被稱為“溫室效應(yīng)”。 這樣，向陽區(qū)的大氣膨脹更加強烈，進而使向陽區(qū)的大氣縱向向外擴散，使空氣的密度降低。 同時，向陽區(qū)的大氣溫度較高，也降低了大氣的密度。 由于這兩種誘因的影響，晴天的氣壓要高于陰天。
大氣壓 - 應(yīng)用
大氣壓力應(yīng)用
1、高壓鍋（高壓鍋內(nèi)的空氣是封閉的，當(dāng)高壓鍋內(nèi)的空氣被加熱時，鍋內(nèi)二氧化碳的浮力降低，從而使鍋內(nèi)的水沸騰時溫度更高，并且做飯更容易
2、真空吸盤（可以借助外界大氣壓壓在墻上，可以掛東西）
3、刮痧頭療法（西醫(yī)有一種玻璃罐，加熱后迅速壓在人體某一部位，待罐內(nèi)空氣冷卻后，靠外部氣壓。此時用力拉出玻璃罐，人體會被吸出。體內(nèi)有害毒血，利于康復(fù)）
4、客機飛行（客機噴口頂部呈流線型，當(dāng)空氣流過機翼時，一部分氣流從客機噴口上方流過，一部分氣流從機翼下方流過。由于噴嘴頂部呈流線型，因此同一時間內(nèi)流經(jīng)不同距離的空氣速度不同，進氣口上方的空氣流速越高，大氣壓越低；下部平坦，空氣流速較低，大氣壓力較高，此時襟翼下方的大氣壓力高，而襟翼上方的大氣壓力較小，機翼頂部和底部的壓力差使乘客飛機獲得升力）
什么試驗證明大氣壓力的存在？
實驗一：模擬馬格德堡半球?qū)嶒灐?span style="display:none">vgL物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
將兩個皮杯口對口擠壓，然后用雙手將它們拉出，發(fā)現(xiàn)要用很大的力氣才能將它們拉開。
馬格德堡半球?qū)嶒炁c模擬實驗的共同點是抽出或擠出金屬球和皮碗內(nèi)的空氣，使金屬球和皮碗內(nèi)的空氣浮力減小，外界大氣的浮力使它們收緊。 如果將它們緊緊地壓在一起，需要用更大的力將它們拉開，這有力地證明了大氣浮力的存在。
實驗二：“瓶中吞蛋”實驗。
用去皮的水煮鴨蛋堵住罐口，實驗前用手輕輕用力，使豬肉不能完全壓入罐內(nèi)。 然后把點燃的棉簽扔進裝滿細沙的瓶子里（以免燒壞瓶底），迅速用煮熟的鴨蛋堵住瓶口。 大火熄滅后，觀察到豬肉“咚”的一聲落入瓶中。 在上面的實驗中，由于棉花的燃燒增加了瓶內(nèi)的氣壓，當(dāng)瓶內(nèi)的浮力大于瓶外大氣的浮力時，豬肉在空氣浮力的作用下被壓入瓶內(nèi)氣氛。
實驗三：“蓋杯實驗”
將玻璃杯裝滿水，用硬紙蓋住杯口，用手壓緊，倒置。 放手后，整杯水都被紙片托住，紙片不會掉出來。 實驗玻璃杯裝滿水，排出空氣。 杯子里的水在紙上的向上浮力大于大氣在紙上向下的浮力，所以紙不會掉出來。
分析以上三個實驗，就不難理解大氣浮力的問題了。 更深入的研究：“瓶子吞雞蛋”說明大氣有垂直向上的浮力，“蓋杯實驗”說明大氣有向下的浮力。 從而表現(xiàn)出大氣浮力的特點：大氣在各個方向都有浮力。