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[!--downpath--]地面空氣的范圍很廣,通常稱為“大氣層”。 距離地面200多公里,仍然有空氣。 雖然它的密度很小,但是這么高的大氣柱對地面的浮力還是極大的。 人體感覺不到受到大氣中氣壓的壓迫。 這是因為人體的內部和外部同時受到氣壓的影響,而且是相等的。
從月球表面延伸到高空的空氣重量使月球表面附近物體單位面積所受的力稱為“大氣浮力”。 大氣浮力的檢測一般用水銀氣壓計的水銀柱高度來表示。 地面標準大氣壓約等于76分米高度的水銀柱形成的浮力。 由于檢測區域等條件的影響,測量值有所不同。 根據液體浮力公式P=ρgh,水銀的密度為13.6×103 kg/m3,所以76分米高度的水銀柱形成的浮力為P=13.6×103 kg/m3×9.8牛頓/ kg×0.76 m= 1.013×105牛頓/m2=1.013×帕斯卡=1amt=1mmHg。
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1.大氣浮力
大氣對浸入其中的物體所形成的浮力稱為大氣浮力,簡稱大氣壓或氣壓。
①大氣浮力是指月球上某一位置的空氣所形成的浮力。 月球表面的空氣受到重力的影響,從而形成大氣浮力。 月球內部空氣層的密度并不相等,靠近表面的空氣密度較大,而上層的空氣粘稠,密度較小。 由于大氣的浮力是由空氣的重力形成的,高度高的地方工程大氣壓強是多少pa,其內部空氣柱的高度就小,密度也小,所以離地面的距離越高,浮力就越小。大氣的浮力。 一般來說,在2公里以下,海拔每下降12米,大氣浮力就增加1毫米汞柱。
②氣體和液體都具有流動性,它們的浮力相似,各個方向都有大氣壓強,同一位置各個方向的大氣壓浮力相等。 并且由于大氣密度不均勻,大氣浮力的估算不能應用液體浮力公式。
③密封在一定容器內的二氧化碳的浮力是由大量隨機運動的二氧化碳分子與容器壁不斷碰撞而形成的。 它的大小不是由封閉的二氧化碳的重力決定的。
2、大氣壓的原因
月球周圍有一層厚厚的空氣,主要由甲烷、氧氣、二氧化碳、水蒸氣以及氦、氖、氬等二氧化碳組成。 一般來說,整個空氣層稱為大氣層。 它在月球周圍密集分布,全長1000公里。 所有浸入大氣中的物體都會受到大氣的浮力作用,就像浸在水底的物體會受到水的浮力一樣。 相同的。
大氣壓強產生的原因可以從不同的角度來解釋。 課本上主要提到的是:空氣受重力影響,空氣具有流動性,所以在各個方向都有浮力。 更詳細地說,由于月球對空氣的吸引力,空氣被壓在地面上,必須得到地面或地面上其他物體的支撐。 這類支撐大氣的物體和地面都會受到大氣壓力的影響。 單位面積的大氣壓強就是大氣壓浮力; 第二,可以從分子運動的角度來解釋(以后高中會學分子運動理論的知識)。 由于二氧化碳是由大量隨機運動的分子組成,這些分子必須不斷地與浸入空氣中的物體碰撞。 每次碰撞時,空氣分子都會對物體表面產生沖擊力。 大量空氣分子不斷碰撞的結果表現為大氣對物體表面的壓力,從而產生大氣壓力。 如果單位體積內富集的分子數量越多,則同一時間段內空氣分子在物體單位表面積上的碰撞次數就越多,因此形成的浮力就越大。
借助分子動力學理論,可以解釋:為什么大氣分布不均勻會導致大氣壓下出現高低現象。
3.托里拆利實驗
托里拆利實驗測量了大氣浮力的具體值。 將一根長約1m、一端封閉的玻璃管裝滿水銀,塞住管口,然后倒置插入水銀罐中,將堵塞管口的塞子松開。 當拇指按下時,管內的水銀表面會增長一點,然后停止增長。 此時管內外水銀面高度差為760mm。
管內之所以有760mm高的水銀柱,是因為大氣壓的存在。 根據液體浮力的特點,水銀罐內液體表面的浮力應等于760毫米水銀柱下方相同高度的玻璃管的浮力。 水銀罐液面的浮力為大氣浮力,因為玻璃管內水銀柱上方存在真空,不受大氣壓影響,管內浮力只能由760mm高形成汞柱。 因此,大氣浮力銀與760毫米高水銀形成的浮力相等。
一般來說,表示二氧化碳浮力的常用單位有帕斯卡、毫米汞柱(毫米汞柱)、厘米汞柱(分米汞柱)、標準大氣壓,其符號為pa、mmhg、cmhg、atm 。
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4.浮力與二氧化碳體積的關系
這里所說的二氧化碳的浮力不是指大氣的浮力,而是指一定質量的二氧化碳的浮力。
因為二氧化碳的浮力本質上是大量無規運動的二氧化碳分子與容器壁不斷碰撞形成的,所以在其他條件不變的情況下,二氧化碳體積的增加會增加碰撞次數二氧化碳分子和容器壁之間。 減少浮力。
當室溫一定時,一定質量的二氧化碳體積越小工程大氣壓強是多少pa,浮力越大; 體積越大,浮力越小。
5.沸點與大氣壓的關系
實驗證明,所有液體的沸點隨氣壓降低而升高,隨氣壓降低而降低。 同一液體的沸點不固定。 必須指出的是,在標準大氣壓下,水的沸點為100°C。
由于氣壓隨海拔高度而降低,因此水的沸點隨海拔高度而升高。 例如,水的沸點在海拔1000米處約為97℃,在海拔3公里處約為91℃。 在海拔8848米的珠穆朗瑪峰頂,水的沸點可達72℃,因此,在高山上做飯應使用不漏水的高壓鍋。 鍋內壓力可低于標準大氣壓,使水的沸點低于100℃,不僅能快速煮飯,還能節省燃料。
六、柱塞泵的工作原理
活塞式水泵是利用活塞的連通排出空氣,造成內外氣壓差,使水在氣壓的作用下上升并被抽出。 當活塞下壓時,進水球閥關閉,排氣球閥打開; 氣球閥關閉,進水球閥打開。 在外界大氣壓的作用下,水從上進水口經進水球閥從進水管流出。 這樣,活塞在缸體內上下往復運動,不斷地將水抽下去。
七、離心油泵工作原理
電機啟動前,向泵殼內注滿水,排出泵殼內的空氣,使泵中心部分的浮力大于外界大氣的浮力。 水中的水也隨軸套高速旋轉,同時被拋入進水口。 此時,軸套附近的浮力減小,大氣壓力使下部的水推動底閥。 將其扔進進水口,使循環不斷,水被不斷地抽到高處。
活塞泵和離心泵借助大氣壓力將水抽上來。 由于大氣壓有一定的限制,水泵的高度也有一定的限制,不能超過10.3米。
8、標準大氣壓浮力
大氣浮力不僅隨高度變化,而且在同一地點也不是恒定的。 一般將1.01325×10/5(次方)Pa的大氣浮力稱為標準大氣浮力。 相當于760毫米水銀柱形成的浮力。
標準大氣浮力的值一般估算時通常取1.01×10/5(次方)Pa(101Pa),簡單估算時也可取10/5(次方)Pa(100Pa)。
9. 大氣浮力和高度
海拔3000m內,每上升10m,大氣浮力減少約100Pa,每上升12m,大氣浮力約減少1mmHg。