如何正确全面理解大气压强

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中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2013）23-0060-02

大气压强与生产、生活有着密切的关系，它是无处不有，无处不在；离开了它，将一事无成，人也无法生活，本文从以下几个方面谈谈对大气压强的正确认识与理解。

一、大气压的概念

1.大气压的定义：大气和液体一样，内部也有压强，大气对浸在其中的物体的压强叫做大气压强，简称大气压。

2.大气压产生的原因：包围地球的空气受到重力的作用，而且能够流动，因而空气向各个方向都有压强。

3.大气压是客观存在的，地球周围被一层很厚的空气包围着。包围地球的空气层叫大气层，大气层由许多空气分子组成，而气体分子总是在不停的做无规则运动，这种运动将使气体均匀分布在它所能到达的整个空间，也就是说大气压本应该充满到整个宇宙空间，但由于重力作用，空气分子将聚集在地面附近，这两种相反的趋势达到平衡，形成了稳定的大气层，我们生活在大气的最低层，大气由于受到重力作用，所以也像液体对浸在其中的物体产生压强一样，空气对浸在它里面的物体也要产生压强，这个压强叫做大气压强。

人们通过一系列的观察和研究确信了大气压的存在，其中著名的马德堡半球实验不但证明了大气压的存在，而且有力的证明了大气压强是很大的，由于人体内的压强跟大气压几乎相等，所以我们感觉不到大气强的存大。

二、托里拆利实验

1.托里拆利实验准确地定了大压强的值。测量中玻璃管内的水银住产生的压强只跟水银柱的高度有关，与水银柱的粗细、玻璃管是否竖直、管内水银面与管顶的距离均没有关系，这个结论可以由液体内部压强公式得出。

2.托里拆利实验的设计思想：让大气压来支持水银柱，玻璃管内的水银柱上方是真空，看大气压最多能支持多高的水银柱，当水银柱静止时，大气压强与水银柱产生压强相等，由P=j水银gh计算大气压的值（h这管内水银柱的高度）。托里拆利实验的设计思想就是不能用公式计算的大气压转换为等值的水银柱压强。

大气压不能用公式P=j空气gh计算的主要原因是空气密度随着高度和气温的变化而变化，不是定值，并且无自由面，h无法确定。

4.托里拆利实验的原理分析：由于玻璃内水银面上方是真空的，而管外水银面上方受到大气压强的作用，这时管内的水银面不再下降，管内的水银柱静止，因此，在管内与管外水银面相平处的液片上下两个面所受到的压强相等，即玻璃内水银面的压强跟大气对管外水银面的压强相等。可见这个水银柱产生的压强就等于大气压强。

5.托里拆利实验思考：观察托里拆利实验所用的实验器材、实验方法和实验过程时，有几个问题值得认真去思考的：（1）怎样才能使玻璃管内水银柱上方是真空？（2）这什么实验用水银而不用水或其它液体？（3）为什么要用长1米的玻璃管？（4）当玻璃管倾斜时，为什么管内的水银柱会变长，而管内外的水银柱高度差却保持不变？（5）若实验时管内漏进了空气对测量大气压有什么影响？以上问题，对培养物理思维方法，认识物理规律，掌握实验操作技能技巧，深刻体会观察和实验的重要性都很有意义。

三、大气压的值的单位

1.通常把760mm的高的水银柱所产生的压强值叫做标准大气压。

四、大气压的测量工具

测量大气压的工具叫做气压计。托里拆利实验的装置就是一个水银气压计，它测量结果准确，但携带不方便。实际常用的气压计是金属盒气压计，它是利用气压变化时，金属盒厚度及其中弹簧片弯曲程度随之变化的原理来测量大气压的值，这种气压计还可以做成高度计。

五、大气压的变化

1.大气压的值不是固定不变的，大气压随着海拔高度、温度、空气湿度等因素的变化而变化。

2.实验表明：大气压随海拔高度的增加而减小，但不是均匀减小，因为离地面越高，空气越稀薄，空气的密度越小，因此大气压随海拔高度减小是不均匀的，越高，大气压随高度减小的越慢。在海拔2千米以内，空气密度的变化可近似认为是均匀的，所以这可近似认为每升高12米，大气压降低1毫米水银柱，约133帕。

3.大气压随天气的变化而变化

冬天的气温低，气体的体积收缩，而夏天气温高，气体膨胀，使体积变大，这就造成了冬天空气密度大于夏天空气密度，因此冬天大气压大于夏天大气压。

4.大气压随温度的变化而变化：一般地说，晴天的大气压高于阴天的大气压。

六、大气压与空气流速的关系

空气流速越大的地方大气压越小，空气流速越小的地方大气压越大。飞机就是利用这个原理获得升力的。

七、大气压强的应用实例

大气压是一个重要的物理现象，它跟生产、生活有密切的联系，例如活塞式抽水机与离心式水泵都是利用大气压作用而工作的。这两种机械虽然结构不同，工作原理是却是相同的，都是利用大气压把水从低处压到高处。因为大气压有一定的限度，所以水在抽水机中上升的高度也有一定限度。根据P=j水gh计算出大气压能将水压上的高度约为10米。

在日常生活中也有好多现象都与大气压有关，如用塑料管吸饮料、医生用针筒吸药液、钢笔吸墨水、挂吊瓶打点滴和吸盘挂衣勾吸在玻璃面上等。