例如：
箱体净容积V 1=20L 正常温度T1=20℃ 最高温度T2=45℃ 温升时间T=5min
P = 101× － 101 = 8.6 kpa 273+45——— 273+20 V2= 20× ÷ 5 = 0.36L/min 45-20 ——— 273
三、气体的压强跟温度的关系 在日常生活中，我们常会遇到这样一些情况：夏天给旧的自行车车胎打气，不宜打得很足，不然，在太阳下骑行，车胎容易爆裂；卡车在运输汽水等饮料时，由于太阳曝晒，一些质地较差的汽水瓶往往会爆裂。这些现象都表明气体压强的大小跟温度的高低有关。 我们可以用实验的方法来研究一定质量的气体，在体积不变时，它的压强跟温度的关系。 查理定律 通过实验探索，我们初步得出一定质量气体在体积不变时，它的压强随着温度的升高而增大的结论。从实验数据描绘出的p -t 图象，基本上是一条倾斜的直线（图2-7），但是这样还没有反映出压强和温度间确切的关系。 最早定量研究气体压强跟温度的关系的是法国物理学家查理（1746-1823）。我们为了精确测量一定质量气体在体积不变时，不同温度下的压强，采用了图2-8所示的实验装置。容器A 中有一定质量的空气，空气的温度可由温度计读出，空气的压强可由跟容器A 连在一起的水银压强计读出。但温度升高后，容器A 中的空气会膨胀，由于压强计两臂间是用橡皮管相连的，它的右臂可以上下移动。移上时，受热膨胀后的空气就能被压缩到原来的体积。 控制变量法 自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较、研究其他两个变量之间的关系，这是一种研究问题的科学方法。 例如物体吸收热量温度会升高，温度升高多少是由多个因素决定的，跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。在研究时，可以先使一些因素保持不变，如在物质 相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质， 图2-8 图2-7
有关大气压强的例题 【例2】取两个粗细相差很少的试管（小试管外径略小于大试管内径），在大试管以装满水．把小试管底朝下放到大试管里，把这样装好的两个试管倒过来，如图2所示，就会看到小试管不但不会掉下来，而且还自动上升．试解释这一现象。 【例3】取一只透明的玻璃瓶，塞子上插一根两端开口的直玻璃管和一根直角弯管，在直管的下端扎一只未充气的彩色小气球．如图3所示．当用抽气机从直角弯管上抽去瓶内空气时，瓶内彩色小气球被逐渐“吹”大．当取下抽气机时，彩色小气球恢复原状．试对以上现象做出科学的解释． 【例6】一个标准大气压能支持760毫米高的水银柱，问一个标准大气压等于多少帕斯卡？能支持多高的水柱？ 【例7】某同学身体外表面面积是1米2，大气作用在该同学身体表面上的压力是多大？这么大的力为什么没有把他压瘪？ 【例8】在托里拆利测定大气压强的实验中，如果把玻璃管倾斜，下面哪种情况正确： A．玻璃管中的水银柱长度不变 B．玻璃管中的水银柱竖直高度不变 C．玻璃管中的水银柱长度和竖直高度都不变 D．玻璃管中的水银柱长度和竖直高度都变． 【例9】做托里拆利实验时，已知大气压值为750毫米汞柱，实验过程中，玻璃管口始终不离开槽内水银面，如果将玻璃管竖直向上提升10毫米，管内外水银面的高度差是下面哪种情况． A．增大 B．减小C．不变 D．无法判断 【例10】在1标准大气压情况下，把一端封闭的玻璃管装满水银后倒插在水银槽中，管顶部比槽内水银面高出200毫米，如图5所示．问： ①管的顶部受到水银对它的压强是多大？ ②如果把管顶开个小孔，水银会喷出来吗？为什么？ ②管顶开小孔后，水银不会喷出．因为当管顶开个小孔后，大气通过小孔对管内水银产生向下的压强．所以管内的总压强将大于管外大气对槽内水银的压强．因此管内水银不但不会向上喷出，反而会从下端流入水银槽内，落到与水银槽中的水银面相平为止．
大气压与温度的关系 大气压：和高度、湿度、温度的变化成反比－－注意，这里说的是大气压，而非气压！ 详细说明如下： 高度越高－－空气越稀薄； 湿度越大－－空气中的水分越多，尔水的分子量比空气的混合分子量小，水气的增加，等于稀释了空气； 温度越高－－虽然增加了空气分子的对撞机会，但是空气迅速膨胀，对流，尔引起空气变得稀薄，其增加的对撞能量远小于空气变稀薄减小的对撞能量，自然空气压力减小。 有关常识如下： 定义： 1.亦称“大气压强”。重要的气象要素之一。由于地球周围大气的重力而产生的压强。其大小与高度、温度等条件有关。一般随高度的增大而减小。例如，高山上的大气压就比地面上的大气压小得多。 在水平方向上，大气压的差异引起空气的流动。 2.压强的一种单位。“标准大气压”的简称。科学上规定，把相当于760mm 高的水银柱（汞柱）产生的压强或1.01×十的五次方帕斯卡叫做1标准大气压，简称大气压。 地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由的流动，同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。在1643年意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒臵在盛有水银的水槽中，发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。
这4厘米的空间无空气进入，是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。后来科学家们根据压强公式准确地算出了大气压在标准状态下为1.013×105Pa。由于当时的信息交流不畅意大利和法国对大气压实验研究结果并没有被全欧洲所熟知，所以在德国对大气压的早期研究是独立进行的。1654年奥托格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力的验证了大气压强的存在，这让人们对大气压有了深刻的认识。在那个时期，奥托格里克还做了很多验证大气压存在且很大的实验，也正是在这一时候他第一次听到托里拆利早在11年前已测出了大气压。 标准大气压 1标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×10的5次方帕斯卡=10.336米水柱。 标准大气压值及其变迁 标准大气压值的规定，是随着科学技术的发展，经过几次变化的。 最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压，其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现，在这个条件下的大气压强值并不稳定，它受风力、温度等条件的影响而变化。 于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的，汞的密度大小受温度的影响而发生变化；g值也随纬度而变化。测量大气压的仪器叫气压计。 为了确保标准大气压是一个定值，1954年第十届国际计量大会决议声明，规定标准大气压值为 1标准大气压＝101325牛顿／米2，即为101325帕斯卡（Pa)大气压的变化温度、湿度与大气压强的关系 湿度越大大气压强越大 初中物理告诉我们：“大气压的变化跟天气有密切的关系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高．”对这段叙述，就是老师也往往不
标准大气的高度和气温、气压的关系 工作中经常用到大气资料，总结如下 这里所说的标准大气指国际民航组织采用的“1964，ICAO标准大气”。在海拔32公里以下，它与“1976，U.S.标准大气”相同。近地面（32公里以下）大气气温的变化为： ---地面：气温的15.0℃，气压P=1013.25mb ---地面至海拔11公里的气温变化率：–6.5℃/公里 在11公里的界面上： 气温为–56.5℃气压P=226.32mb 海拔11—20公里的气温变化率：0.0℃/公里 海拔20—32公里的气温变化率：+1.0/公里 更详细的数据可以参考GJB365.1-87 《北半球标准大气(-2~80公里)》给出的大气参数。 气压的国际单位制是帕斯卡（或简称帕，符号是Pa），泛指是气体对某一点施加的流体静力压强，来源是大气层中空气的引力，即为单位面积上的大气压力。在一般气象学中人们用千帕斯卡（KPa）、或使用百帕（hPa）作为单位。测量气压的仪器叫气压表。其它的常用单位分别是：巴（bar，1bar=100,000帕）和厘米水银柱（或称厘米汞柱）。在海平面的平均气压约为101.325千帕斯卡（76厘米水银柱），这个值也被称为标准大气压。另外，在化学计算中，气压的国际单位是“atm”。一个标准大气压即是1atm。1个标准大气压等于101325帕，1.01325巴，或者76厘米水银柱。 大气压会随着高度的提升而下降，其关系为每提高12米，大气压下降1mm-Hg（1毫米水银柱），或者每上升9米，大气压降低100Pa。 下图给出了-0.5-20kM的大气温度、密度、压力分布图。从图中可以看出温度在0-11km成线性关系，压力和温度在0-3km(甚至5km)都成线性关系。
大气压力与海拔高度怎么转换 标准大气压强Po= Pa= cmHg= mmHg Po=1.01325×10^5 Pa=76cmHg=760mmHg 一个地方气压值经常有变化→其上空大气柱中空气质量的多少→大气柱厚度和密度改变的 反映：大气柱厚度和密度与空气质量应该是成正比关系 任何地方的气压值总是随着海拔高度的增加而递减。据实测，在地面层中，高度每升100m，气压平均降低12.7hPa，在高层则小于此数值。 确定空气密度大小与气压随高度变化的定量关系，一般是应用静力学方程和压高方程。 1、静力学方程 假使大气相对于地面处于静止状态，则某一点的气压值等于该点单位面积上所承受空气柱的重量。 公式是：h≈8000（1+t/273）/P（m/hPa） 其中h是气压高度差，t是摄氏温标，P是气压 从公式可以看出 ①在同一气压下，气柱的温度越高，密度越小，气压随高度递减越慢，单位气压高度差越大。 ②在同一温度下，气压值越大的地方，空气密度越大，气压随高度递减越快，单位高度差越小。 通常，大气处于静力平衡状态，当气层不太厚和要求精度不太高时，这公式可粗略估算气压与高度的定量关系。如果研究的气层高度变化范围很大，气柱中上下层温度、密度变化显著时，该公式就不适合用了，这时候可以用压高方程。 2、压高方程 为了精确地获得气压与高度的对应关系，通常将静力学方程从气层底部到顶部进行积分，即得出压高方程，然后再将之替换简化为： Z2-Z1=18400（1+t/273）log( P1/P2) 式中P1、P2分别是高度Z2、Z1的气压值，t是摄氏温标 从公式可以看出 ①气压随高度增加按指数规律递减 ②高度越高，气压减小得越慢 这公式是将大气当成干空气处理的，但当空气中水汽含量较多时，就必须用虚温代替式中的气温。 大气密度与海拔高度和温度间的换算 1、根据大气压力和空气密度计算公式，以及空气湿度经验公式，可得出大气压、空气密度、湿度与海拔高度的关系。 海拔高度(m)0 1 000 2 000 2 500 3 000 4 000 5 000相对大气压力10.8810.7740.7240.6770.5910.514相对空气密度10.9030.8130.7700.7300.6530.583
大气压的变化与季节天气的关系 初中物理告诉我们：“大气压的变化跟天气有密切的关系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高．”对这段叙述，就是老师也往往不易说清，笔者认为，这个问题可归结为温度、湿度、空气流动与大气压强的关系问题．今谈谈自己的初步认识． 1.大气压与天气的关系：晴天大气压比阴天(雨天)大气压高 首先我们来分析：空气密度对大气压的影响。我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气层．它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含有水汽和尘埃．我们把含水汽很少（即湿度小）的空气称“干空气”，而把含水汽较多（即湿度大）的空气称“湿空气”．不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻．其实，干空气的分子量是，而水汽的分子量是，故干空气分子要比水汽分子重．在相同状况下，干空气的密度也比水汽的密度大．在晴天的时候，空气中水分含量少，属于“干空气”，密度大，所以大气压比较高。阴天(雨天)的时候，空气中水分含量多，属于“湿空气”，密度反而小，所以大气压比较低。 此外，引起晴天大气压比较高另一个原因是：气流运动对大气压的影响。通常情况下，地面不断地向大气层进行长波有效辐射，同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天，地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时，云层覆盖在大气层上方，减少了对流层大气向外的辐散运动。云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“温室效应”。这样，阴天地区的大气膨胀就比较厉害，从而导致阴天地区的大气横向（水平）向外扩散，使得阴天地区的空气向外流动，当然阴天地区的密度也就会减小，从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。 大气压和天气的关系 气压跟天气有密切的关系。一般地说，地面上高气压的地区往往是晴天，地面上低气压的地区往往是阴雨天。这里所说的高气压和低气压是相对的，不是指大气压的绝对值。某地区的气压比周围地区的气压高，就叫做高气压地区；某地区的气压比周围地区的气压低，就叫做低气压地区。 在同一水平面上，如果气压分布不均匀，空气就要从高气压地区向低气压地区流动。因此某地区的气压高，该地区的空气就在水平方向上向周围地区流出。高气压地区上方的空气就要下降。由于大气压随高度的减小而增大，所以高处空气下降时，它所受到的压强增大，它的体积减小，温度升高，空气中的凝结物就蒸发消散。所以，高气压中心地区不利于云雨的形成，常常是晴天。如果某地区的气压低，周围地区的空气就在水平方向上向该地区流入，结果使该地区的空气上升，上升的空气因所受的压强减小而膨胀，温度降低，空气中的水汽凝结，所以，低气压中心地区常常是阴雨天。 由于气压跟天气有密切的关系，所以各气象哨所每天都按统一规定的时刻观测当地的大气压，报告给气象中心，作为天气预报的依据之一。 2.大气压与季节的关系：冬天的气压比夏天高 ' 空气温度的变化是引起气压变化的一个很重要的原因。当空气冷却时，空气收缩，密度增大，单位面积上承受的空气柱重量增加，气压也就升高。因此，冷空气一到，总是伴随着气压的升高；而在暖空气来临的同时，气压常常降低。冬天是冷空气的世界，夏季则是暖空气的天地，气压冬高夏低的道理也就很清楚了。需要注意的是，由于空气的密度是随高度的上升而减小的，所以，通常讲气压的高低，都是在同一海拔高度的层面上来做比较的，—般用的最多的是海平面气压。
《大气压强》教案 湖北省襄樊市建昌子校张利民 【教材简析】： “大气压强”是初中物理（人教版）第一册第十章第一节的内容，它主要讲述有关大气压强的初步知识，既是前一章液体压强知识的延续拓展，又是后一章中学习流体压强和高中学习气体性质的基础，本章的其余三节内容都是以“大气压强”作为中心内容展开深化的。在教材中，这节课有着承上启下的作用。 这节课的重点是理解大气压强的存在，会用大气压强解释简单的现象，难点是用水银做托里拆利实验测出大气压值的原因。 大气压强虽然很大，身体却感觉不出来，但是人们生活中许多常见的现象又都与大气压强有关。教学中可设法让学生亲自感受到大气压的存在，再利用知识的迁移来学习大气压，同时尝试着解释常见的大气压现象。这样能利于学生对大气压的理解，还能深刻体会到物理就在身边，物理知识有用，学习是快乐的。初三下学期，能保护延续学生对物理的兴趣也是很重要的。 托里拆利实验的原理很难理解，而水银有毒，最好不演示，如果只靠画图讲解，枯燥乏味学生根本听不懂，可以借助多媒体教学手段，既能看到实验的全过程，增加了可信度，又直观、形象，易于接受，且能调动学生兴趣，可利用“暂停”键让学生仔细观察实验步骤，同时把难点知识分成若干个小问题，分步提问，层层引导，个个击破，从而突破难点。 本节课可主要采用“导、辅、训”三位一体的教学方法。 【学情分析】： 初二学生经过一个多学期的物理学习，对这门学科有了简单的了解，物理观察、实验、分析和概括能力已初步形成，也亲身体验到了物理知识与人们生活、生产的密切联系，对物理有了一定的兴趣和强烈的求知欲。他们希望教师能满足他们对新知识的好奇、渴求，希望在老师的引导下获得锻炼及施展自己能力的机会，同时更希望品尝到成功学习的快乐。教学中应注意设计好问题，引导学生的同时保护学生的学习兴趣，激发学生探索新知识的勇气，教会他们发现问题、提出问题及解决问题的方法，真正让学生成为探究式学习的主角。
海拔高度与大气压力对照表 高度气压高度气压 （米）（pa）（米）（pa）-500 107478 13000 16494 0 101325 14000 14088 500 95457 15000 12031 1000 89948 16000 10275 1500 84548 17000 8775 2000 79485 18000 7494 2500 74671 19000 6401 3000 70957 20000 5466 3500 65751 21000 4669 4000 61625 22000 3986 4500 57713 23000 3405 5000 54004 24000 2908 6000 47163 25000 2484 7000 41043 26000 2125 8000 35582 27000 1825 9000 30725 28000 1572 10000 26419 29000 1355 11000 22615 30000 1169 12000 19314
1. 若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。 2. 若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里，为自己留下一片纯静的心灵空间，不管是潮起潮落，也不管是阴晴圆缺，你都可以免去浮躁，义无反顾，勇往直前，轻松自如地走好人生路上的每一步 3. 花一些时间，总会看清一些事。用一些事情，总会看清一些人。有时候觉得自己像个神经病。既纠结了自己，又打扰了别人。努力过后，才知道许多事情，坚持坚持，就过来了。 4. 岁月是无情的，假如你丢给它的是一片空白，它还给你的也是一片空白。岁月是有情的，假如你奉献给她的是一些色彩，它奉献给你的也是一些色彩。你必须努力，当有一天蓦然回首时，你的回忆里才会多一些色彩斑斓，少一些苍白无力。只有你自己才能把岁月描画成一幅难以忘怀的人生画卷。
泵制造厂只能给出H s值，而不能直接给出H g值。因为每台泵使用条件不同， 和值，所以，只能由使用单 吸入管路的布置情况也各异，有不同的 位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定H g。 在泵样本或说明书中所给出的H s是指大气压为10mH2O，水温为20℃状态下 的数值。如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上所给出的H s值，换 算成操作条件下的H s’值，其换算公式为 H s’=H s＋(H a－10)－(H v－0.24) (2-11) 式中 H s—操作条件下输送水时允许吸上真空高度，mH2O； H s—泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH2O； H a—泵工作处的大气压，mH2O； H v—泵工作温度下水的饱和蒸汽压，mH2O； 0.24—水的饱和蒸汽压，mH2O。 泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，允许吸上真空高度就越小。若 输送液体的温度越高，所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空 高度也就越小。不同海拔高度时大气压力值如表2-1所示。 表2-1不同海拔高度的大气压力 ２．汽蚀余量 汽蚀余量Δh是指离心泵入口处，液体的静压头与动压头之和超过液 体在操作温度下的饱和蒸汽压头p v/p g的某一最小指定值，即 (2-12) 此式中—汽蚀余量，m；
p v—操作温度下液体饱和蒸汽压，N/m2。 将式（2-9）与（2-12）合并可导出汽蚀余量 与允许安装高度H g之间 关系为 (2-13) 式中p0为液面上方的压力，若为敞口液面则p0=p a。 应当注意，泵性能表上的 值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它 液体时，需进行校正。具体校正方法可参阅有关文献[14]。 由上可知，只要已知允许吸上真空高H s与汽蚀余量中的任一个参数，均可确定泵的安装高度。 例2-2某台离心泵从样本上查得允许吸上真空高度H s=6m，现将该泵安装在海拔高度为500m处，若夏季平均水温为40℃。问修正后的H s’应为多少？若吸入管路的压头损失为1mH2O，泵入口处动压头为0.2mH2O。问该泵安装在离水面5m高度处是否合适？ 解当水温为40℃时，H v=0.75m。由表（2-1）查得H a=9.74m。根据式（2-11），则 H s’=H s＋(H a－10)－(H v－0.24) =6＋(9.74－10)＋(0.75－0.24) =5.23m 根据式（2-10）泵的安装高度为 H s=H s’－－ΣH f =5.23－0.2－1 =4.93m<5m
与大气压强有关的两个有趣实验 1.喷泉实验 在讲大气压强时，为了让学生比较形象直观的认识到大气压的存在和利用大气压的现象，我们可以做一些既能说明问题又能激发学生学习兴趣和积极性的小实验。其中喷泉实验就是一例。 1）仪器的装置 如图1-1所示，主要由以下部分组成： （1）外壳比较厚实的饮料瓶； （2）喷水管：用废签字笔芯去掉其笔 尖金属部分并清洗干净； （3）出水管：废签字笔外笔杆、饮料 吸管或橡胶管； （4）储水槽：用废饮料瓶盛水，作为 供水的水源； （5）接水槽：用废饮料瓶接出水管流 出的水，也可直接把出水口与下水道相通。 2）制作方法 将饮料瓶盖取下用钻头或电烙铁钻出 或烙出与笔杆和笔芯大小相同的孔后用AB 胶或环氧树脂粘牢即可。注意不能漏气! 3）工作原理 如图1-2所示，当水沿出水管3流出时，封闭在饮料瓶1中空气的体积增大，压强减小，使管外大气压强大于管中空气的压强，所以水能从喷嘴2喷出。喷射的水柱高度由储水槽4与接水槽5水平面间的高度差来决定。 水柱喷射高度的计算方法如下：设大气压强为p 0，签字笔喷管中的空气压强为p ，接水槽到储水槽的高度差为H ，储水槽液面到饮料瓶中液面的高度差为s ，喷射水柱高度为h 。 则储水槽液面的压强应满足: p gh gs p ++=ρρ0 接水槽液面的压强也应满足: p gs gH p ++=ρρ0 由以上两式可得H ＝h ，即水柱高度等于出水口到进水口的高度差，由于水图 1-1 图 1-2
与管之间有粘滞阻力，因而实际上h ＜H 。该实验不仅说明了大气压的存在，同时也是利用大气压的一个很有趣的实验。 2、另一个有趣的实验 1．装置 如图1-3所示，用一根直径约2.0cm 左右的长有机玻璃管（或玻璃管），将端部打磨平整后，一端用有机玻璃片滴入少许三氯甲烷粘结封口，另找一个直径稍小于有机玻璃管的小瓶或有机玻璃管同样封闭 端面，使大管内径与小管外经之差在1mm 左右（以小瓶、小 管能在大管内自由移动为宜）。 2．实验现象 实验时先在外管内灌满水，将小瓶（小管） 插入外管后再倒转成图1-3所示垂直向下形式，此时可看见 管内水徐徐流下，小瓶不但不会落下，反而会渐渐上升，一 直到管的顶部为止。 通过本实验可以说明，小瓶（小管）在大玻璃管内上升 的确是与大气压的作用有关的。因为，当我们在有机玻璃管 的封口上开一个小孔时，若开始实验时用手堵住小孔，重复 上述实验，小瓶徐徐上升；当小瓶升到一定高度时，放开堵 孔手指，小瓶立即落下，这时因长管上端也有空气，管内形 不成真空，所以小瓶（小管）会落下。 3．实验成功所需条件 假定在两管倒过来的一瞬间成图1-3所示的情况（这时刻，水和小管还基本处于静止状态）。我们以小管为研究对象，小管主要受到三个力：重力G 、向上的大气压力F 1 = p 0S ( p 0为大气压强、S 为小管外径截面积)、水对小管顶部外壁的向下的平均压力 F 2= p b S ( p b 为小管顶部外壁所受平均压强，可以认为是b 点的压强）。小管所受向上的合力为： F = F 1 –F 2 -G 式中，G 和F 1 是恒定的，而F 2（p b ）是随实验条件而变化的。 若开始时小管插入大管水中的深度是h 。那么，只要水是静止或流速很小，可以认为这时大气压强在水中传递的过程中大小不变，而且各向同性。因此，小管顶部b 处的平均压强为： p b = p a - ρgh = p 0 –ρgh 因而， 图 1-3
大气压力与海拔高度转换一个地方气压值经常有变化→ 其上空大气柱中空气质量的多少→大气柱厚度和密度改变的反映：大气柱厚度和密度与空气质量应该是成 正比关系任何地方的气压值总是随着海拔高度的增加而递减。据实测，在地面层中，高度每升100m ，气压平均降低12.7hPa ，在高层则小于此数值。确定空气密度大小与气压随高度变化的定量关系，一般是应用静力学方程和压高方程。1、静力学方程假使大气相对于地面处于静止状态，则某一点的气压值等于该点单位面积上所承受空气柱的重量。 公式是：h≈8000(1+t/273 ) /P ( m/hPa ) 其中h 是气压高度差，t 是摄氏温标，P 是气压从公式可以看出 ①在同一气压下，气柱的温度越高，密度越小，气压随高度递减越慢，单位气压高度差越大。 ②在同一温度下，气压值越大的地方，空气密度越大，气压随高度递减越快，单位高度差越小。 通常，大气处于静力平衡状态，当气层不太厚和要求精度不太高时，这公式可粗略估算气压与高度的定量关系。如果研究的气层高度变化范围很大，气柱中上下层温度、密度变化显著时，该公式就不适合用了，这时候可以用压高方程。 2、压高方程为了精确地获得气压与高度的对应关系，通常将静力学方程从气层底部到顶部进行积分，即得出压高方程，然后再将之替换简化为： Z2-Z1=18400 ( 1+t/273 )log( P1/P2) 式中P1 、P2分别是高度Z2 、Z1的气压值，t是摄氏温标从公式可以看出 ①气压随高度增加按指数规律递减②高度越高，气压减小得越慢这公式是将大气当成干空气处理的，但当空气中水汽含量较多时，就必须用虚温代替式中的气温。 大气密度与海拔高度和温度间的换算1、根据大气压力和空气密度计算公式，以及空气湿度经验公式，可得出大气压、空气 注：标准状态下大气压力为1，相对空气密度为1，绝对湿度为11 g/m3 。从表中可以看出，海拔高度每 升高 1 000 m，相对大气压力大约降低12%，空气密度降 低约10%，绝对湿度随海拔高度的升高而降低。 2、空气温度与海拔高度的关系 在无热源、无遮护的情况下，空气温度随海拔高度的增高而降低。一般研究所采集的温
大气压的变化跟天气有密切的关系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏天高．”对这段叙述，就是老师也往往不易说清，笔者认为，这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题．今谈谈自己的初步认识．我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气层．它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含有水汽和尘埃．我们把含水汽很少（即湿度小）的空气称“干空气”，而把含水汽较多（即湿度大）的空气称“湿空气”．不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻．其实，干空气的分子量是28.966，而水汽的分子量是18.016，故干空气分子要比水汽分子重．在相同状况下，干空气的密度也比水汽的密度大．水汽的密度仅为干空气密度的62％左右． 应当说，由于大气处于地球周围的一个开放空间，而不存在约束其运动范围的具体疆界，这就使它跟处于密闭容器中的气体不同．对一个盛有空气的密闭容器来说，只要容器中气体未达到饱和状态，那么，当我们向容器中输入水汽的时候，气体的压强必然会增加．而大气的情况则不然．当因自然因素或人为因素使某区域中的大气湿度增大时，则该区域中的“湿空气”分子（包括空气分子和水汽分子）必然要向周围地区扩散．其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小，而水汽含量又比周围地区大．这犹如在大豆中掺入棉籽时其混合体密度要小于大豆密度一样，所以该区域的湿空气密度也就小于其它地区的干空气密度．这样，对该区域的一个单位底面积的气柱而言，其重量也就小于其它干空气地区同样的气柱这也就告诉我们，大气压随空气湿度的增大而减小．就阴天与晴天而言，实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大，因而阴天的大气压也就比晴天小． 冬天气压大.通常情况下，地面不断地向大气中进行长波有效辐射，同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天，地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时，云层减少了对流层大气向外的辐散运动。云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“温室效应”。这样，阴天地区的大气膨胀就比较厉害，从而导致阴天地区的大气横向向外扩散，使空气的密度减小，同时阴天地区大气的湿度比较大，也使大气的密度减小。因这两个因素的影响，从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。同一地区，在一年之中的不同时间其大气压的值也有所不同。这叫大气压的年变化。大气压的年变化，具体
有关大气压强的几个趣味小实验 1、自动喝水的杯子 【实验目的】 观察封闭容器中的燃烧使容器中气压变小。 【实验内容与现象】 取一个浅盘子，一个玻璃杯，一张不大的薄纸和火柴。把盘子放到桌上，盘内装入少量水。将纸点燃并迅速塞入玻璃杯内，再马上将杯口向下倒扣在盘中(图)。随着火灭烟生，杯子像一个干渴得冒烟的喉咙，把盘内的水“喝”得一干二净，而且进入杯内的水不会再流出来。如果把一枚硬币事先放入盘内的水底，那么，此时你可以不湿手指地将它取出来。当然，扣杯子时注意杯口不能把这个硬币罩住。注意，放入盘内的水不能太多，否则这个杯子可能喝不完盘内的水。
2、水在倒置烧杯里上升 【实验目的】 观察倒置空杯里水的上升，学习气压或大气压。 【实验步骤】 参看图 (1)在一个大烧杯中放入约110毫升的色水，并将它们放到三角加热台上。 (2)对大烧杯加热，同时将一小烧杯倒置于大烧杯中。 (3)使杯中的水至少沸腾一分钟，注意观察气泡的走向与小烧杯是否倾斜翻倒。 (4)把两个烧杯一起移走，并将火盖灭。 (5)在烧杯冷却过程中，观察两烧杯中水的运动。 【现象解释】 在水煮沸的过程中，液态水转化为水蒸汽。在倒置的烧杯中生成的水蒸汽占据了烧杯中的空气的位置。水沸腾的时间越长，生成的水蒸汽越多。冷却的过程是蒸汽冷凝的过程。蒸汽又冷却变成水时，小烧杯内部的压强减小。所以小烧杯外部的水被外部较高的大气压推进倒置的小烧杯中。为缩短实验时间，可用一些冷水滴在小烧杯上，使小烧杯中的水上升。加热时间足够长，水可以完全充满小烧杯。
3、利用自行车气筒测量大气压强 【实验目的】 用气筒近似测定大气压强。 【实验内容与要求】 取一个自行车打气筒，先把打气筒的活塞完全推到底部，然后把气筒的出气口涂上厚油脂使它被密封。在气筒的手柄中心处固定一个挂钩，利用它可以吊挂重物。拿住打气筒的筒壁，使气筒倒置。逐渐增加挂钩上所挂重物的重量，记下打气筒的活塞开始慢慢匀速下落时所挂重物的重量G。测量打气筒气管的内径，计算出打气筒活塞端部的面积S。 为了简便，可用砝码作重物。测量内径时需要事先拆开气筒的一端。 4、空气压扁罐头盒 【实验目的】 观察大气把空罐头盒压扁。 【实验内容、现象与解释】 从一个可口可乐的空易拉罐的小口，向罐里注入1／4罐水。把它放在酒精灯上加热，直到水沸腾。在水蒸汽出现以后，稍待一会儿再停止加热。用干布垫着拿起罐头盒，将它横着放到事先备好的一盆冷水上，使它的侧面有1／3左右浸入冷水。随着一个声音的发出，可看到罐头盒的侧面向内塌陷。其原因是：当水沸腾后，水蒸汽已将罐头盒中的空气排挤出去了；冷却时水蒸汽又冷凝成水，致使罐头盒内的压强由于气体质量的迅速减小而较大地小于外部的大气压，从而使罐头盒受到向内的压力。为了防止把罐放倒时烫着手，最好用铁丝在易拉罐上口处绕制一个把手。
变温大气压强与海拔高度关系公式推导
变温大气压强与海拔高度关系公式推导 bwdqy 有些网上朋友提问关于大气压与海拔高度的关系、公式及推导。回答各有所长，为了互相交流、互补，特写本文。 提到大气压与高度关系，自然想到相关的等温气压方程，网上朋友也多次提到它，下面就从它的推导过程说起。 一、等温气压方程推导 理想气体状态方程式 nRT pV = 将M m n =代入上式得 RT M m pV = 式中：m —气体质量；M —气体分子量（或摩尔质量）。将上式引入气体密度ρ的定义式中得 RT pM V m ==ρ 在流体中，压强随高度的变化率是 g dh dp ρ-= 将ρ式代入上式得 RT g M p dh dp ??-= 或 dh RT g M p dp ??-= 上式（T 为衡量）积分后得 )h (h RT g M p p ln 1212-?-= 这就是众所周知的“气压方程”。 二、等温气压方程分析 现在从解决我们的问题角度考虑，对这个气压方程进行分析，它有以下几个特点： （1）气压方程没考虑气温的影响，因为它是用于高空同温层的公式。而我们关心的是同温层以下温度有变化的区间，所以该式不能直接使用，必须加以温度校正。
（2）气压方程采取定积分形式，出现四个变量，用起来不方便。平常只需要含有气压和高度两个变量的公式，因此应该预先定位，而且对于我们的问题也有条件预先定位。 （3）推导该式使用气压和高度的微小变化量列出方程，以求得非直线函数，方法合理可以采纳。 （4）推导该式基于液体压强计算公式h g p ??ρ=，用于气体时因密度随气压而变，需要代入经过气压校正的密度。该推导为了用气压校正密度，从nRT pV =、M m n =和V m =ρ三式开始，导出了用分子量和气压共同计算密度的式子（前面的ρ式），终于把密度和气压联系到一起了，但是同时也把计算压强的起点从密度转移到了分子量。而空气是一种混合物没有现成的分子量，反倒是密度容易被测 定，数据较为原始，并能用它计算出(平均)分子量，现在又要从分子量算回密度，显得有些反复。但正好提示了这个气压校正密度的方法可能不是唯一的，应该还有从密度起算的另一种方法。 (5) 气压校正密度的另一种方法 前面的ρ式 RT pM = ρ -------------------------------------------------1 变换成 p T R M ??ρ= 将已知的一组数值——密度1.293 kg / m 3、温度0℃和气压101325 Pa 代入上式得 10132515.273314.8293.1M ??= （= 0.02898 kg / mol ） 将式1代入数值得 101325 15.273314.8293.115.273314.8p ????=ρ 约简后得 101325p 293.1? =ρ ----------------------------------------------2 这就是从1大气压下的密度（1.293）起算，配以校正系数进行气压校正密度的式子（式2）。它是从气压方程使用的校正式（式1）演变过来的，所以校正密度的两种方法是等同的，但式2简捷得多，且物理意义明显。
☆专题5 气温与气压的关系 一、热力原因形成的热低压、冷高压 热低压和冷高压都是由于热力原因形成的气压关系。地表的冷热不均是引起气压高低变化的重要原因。 1．热低压：热低压是气温和气压的双重表现，二者具有相关性，“由于热而形成低压”。 如下图1 为热力环流简图，近地面A点附近气体受热膨胀上升，使得近地面空气密度变小，近地面形成低气压。这就是由于热力原因形成的“低气压”。赤道低气压带是最典型的热低压带。北半球夏季，由于陆地和海洋热容量不同，陆地增温快降温也快，因此同纬度的地方陆地比海洋温度要高，在陆地形成了热低压，在亚欧大陆上形成了亚洲低压（印度低压），在北美大陆形成北美低压。我国夏季午后（14 点）“闷热”，多对流雨，就是热低压造成。 2．冷高压：冷高压是指近地面受热少气温低，气体冷却收缩下沉，在近地面空气分子大量集聚，在同一水平面上空气密度增大，气压升高。如热力环流图中的B 点。在三圈环流模式图中，极地高气压带便是典型的冷高压，极地气温低，高空气体下沉。冬季北半球蒙古、西伯利亚一带由于气温低而形成亚洲高压，在这个高压的影响下，我国北方冬季呈现“干压表现为气温与气流的因果关系。其垂直方向的气流可认为是冷热气流。其形成要与气旋、反气旋（气流分布状况）区别开来。气旋的中心气压是低气压，受水平气压梯度力的影响，大气由四周向中心流，中心气体大量集聚，因而垂直方向上形成上升气流，可称之为推动气流。与这相反，反气旋中心是高压，中心气体往四周流，其中心垂直方向上气流下沉补充，可称之为补偿气流。无论是推动气流还是补偿气流其成因都与冷热气流不同，它们都是动力原因引起的。 二、动力原因形成的热高压、冷低压 副热带高气压带（热高压）和副极地低气压带（冷低压）是由于动力原因形成的气压带。1．热高压：如图2，南北纬30°的副热带高气压带就是典型的热高压。热是指纬度低，高压是指气体集聚，二者之间没有因果联系，如果有，可以这样认为高压加剧了“热”。北半球来自赤道上空的源源不断的气流向极地运动，在地转偏向力的作用下（无摩擦力），逐渐偏转为西风，气流在南北纬30°的上空集聚，最后下沉在近地面形成了副热带高气压带，在副高的控制下世界上一些地区形成了热带沙漠气候，终年炎热干燥，如非洲的撒哈拉沙漠、澳大利亚大沙漠等。我国7、8 月份当锋面雨带移动到东北、华北地区，长江流域由于受到副高的控制形成了伏旱天气，持续高温不降，可谓“真热”！ 2．冷低压：如图2，在南北纬60°，因地处高纬，气候非常寒冷，近地面来自低纬的暖热气流与来自极地冷气流在此相遇，气体辐合上升，在高空形成高气压，近地面则形成低压，即副极地低气压带。
1．空气由于受作用，并且具有，因而空气内部存在，大气对浸在它里面的物体的压强叫做。 2．最著名的证明大气压存在的实验是。 3．最早测出大气压数值的实验是。一个标准大气压的数值是。 4.一个成年人的身体表面积约为2 m2，在一个标准大气压下，一个人身体表面受到的大气压力约是 N，在这么大的压力下，人没有被压瘪是因为。 5.如图所示，装满水的玻璃杯盖上硬纸片后，扶着倒过来松开扶纸片的手后，纸片掉下来(填“会”或“不会”)，这是因为。 6.阴天时，外界的大气压低于平时的大气压，人们呼吸时就会感到困难，这是因为外界气压低，肺必须用比平时扩张得才能把气体吸入。 7.大量实验表明：一切液体的沸点都是在气压减小时，气压增大时，高山上的大气压低，所以做饭时往往食物。 8.2003年5月21日，我国业余登山队A组队员成功登上珠穆朗玛峰．若珠穆朗玛峰顶部的大气压值为24cm水银柱高，约合__________kPa. 9.做托里拆利实验时，用一根长约1米、一端开口的玻璃管，充满水银后，将开口堵住倒插于水银槽内，则管中的水银液面会下降，降到一定高度时水银柱将。如果将玻璃管倾斜，管中水银柱的长度将，但水银柱液面所在的高度将。若用粗一点或细一点的玻璃管作这个实验，水银柱的高度将，这是因为在一定条件下，同一地区的大气压强如果管顶破一小洞，管内水银将。 10.一次龙卷风发生时，屋外气压急剧降到90 kPa；当时门窗紧闭，可以认为室内气压是标准大气压，粗略取作100 kPa．若室内屋顶的面积是100m2，这时屋顶所受到的内外压力的差额可达__________N，足以被掀飞． 11.飞机飞行时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于有气流迎面流过机翼。由于机翼横截面的形状上下（填“对称”或“不对称”），气流从机翼上方通过时比从下方通过时路程长，流速（填“快”或“慢”），气流对机翼下方的压强，对机翼上方的压强，从而形成向的压强差，这就产生了向上的升力。 12.活塞式抽水机是利工作的，用活塞式抽水机最多能把水提到大约 m高处。 13.在一端封闭的玻璃管中，装入一段长10厘米的水银，如果大气压强为75厘米水银柱高，在图所示的三种放置情况下，管中封闭气体的压强：甲是厘米汞柱高，乙是厘米汞柱高，丙是厘米汞柱高。
泵制造厂只能给出H s 值，而不能直接给出H g 值。因为每台泵使用条件不同， 吸入管路的布置情况也各异，有不同的 和值，所以，只能由使用单 位根据吸入管路具体的布置情况，由计算确定H g 。 在泵样本或说明书中所给出的H s 是指大气压为10mH 2 O，水温为20℃状态下 的数值。如果泵的使用条件与该状态不同时，则应把样本上所给出的H s 值，换 算成操作条件下的H s ’值，其换算公式为 H s ’=H s ＋(H a －10)－(H v －0.24) (2-11) 式中 H s —操作条件下输送水时允许吸上真空高度，mH 2 O； H s —泵样本中给出的允许吸上真空高度，mH 2 O； H a —泵工作处的大气压，mH 2 O； H v —泵工作温度下水的饱和蒸汽压，mH 2 O； 0.24—水的饱和蒸汽压，mH 2 O。 泵安装地点的海拔越高，大气压力就越低，允许吸上真空高度就越小。若输送液体的温度越高，所对应的饱和蒸汽压就越高，这时，泵的允许吸上真空高度也就越小。不同海拔高度时大气压力值如表2-1所示。 表2-1不同海拔高度的大气压力 ２．汽蚀余量 汽蚀余量Δh是指离心泵入口处，液体的静压头与动压头之和超过液 体在操作温度下的饱和蒸汽压头p v /p g 的某一最小指定值，即 (2-12) 此式中—汽蚀余量，m；
p v —操作温度下液体饱和蒸汽压，N/m 2。 将式（2-9）与（2-12）合并可导出汽蚀余量 与允许安装高度H g 之间 关系为 (2-13) 式中p 0为液面上方的压力，若为敞口液面则p 0=p a 。 应当注意，泵性能表上的 值也是按输送20℃水而规定的。当输送其它液体时，需进行校正。具体校正方法可参阅有关文献[14]。 由上可知，只要已知允许吸上真空高H s 与汽蚀余量 中的任一个参数，均可确定泵的安装高度。 例2-2 某台离心泵从样本上查得允许吸上真空高度H s =6m ，现将该泵安装在海拔高度为500m 处，若夏季平均水温为40℃。问修正后的H s ’应为多少？若吸入管路的压头损失为1mH 2O ，泵入口处动压头为0.2mH 2O 。问该泵安装在离水面5m 高度处是否合适？ 解 当水温为40℃时，H v =0.75m 。由表（2-1）查得H a =9.74m 。根据式（2-11），则 H s ’=H s ＋(H a －10)－(H v －0.24) =6＋(9.74－10)＋(0.75－0.24) =5.23m 根据式（2-10）泵的安装高度为 H s =H s ’－ － ΣH f =5.23－0.2－1 =4.93m<5m
大气压练习题 1．有关大气压的说法正确的是（） A．人们生活在大气海洋的最底层没被压瘪，说明大气压不存在B．用吸管吸饮料时，是人的吸力把饮料吸到嘴里的 C．登山用的高度计实际上是无液气压计D．玩具手枪的橡皮泥子弹打在玻璃上就沾住了，是大气压把子弹压在玻璃上 2．下列现象不能说明大气压存在的是（）A．堵住茶壶盖上的小孔，茶壶里的水就不容易被倒出来B．人潜水时感觉胸口很闷 C．用塑料吸管能把饮料吸入口中D．两块玻璃板的表面用水浸湿，将两块合在一起，很难分开3．下面能说明大气压存在的事实是（） A．用气筒给自行车内胎打气B．用滴液瓶给病人进行静脉滴注C．离心式水泵抽水D．压缩式喷雾器喷药水 4．（徐州）下列现象中与大气压无关的是（）A．在高山上煮饭要用高压锅B．茶壶盖上要开一个小孔 C．用吸管能从瓶中吸取饮料D．深海中的鱼被捕捞上来，常会因内脏破裂而死亡 5．下列现象中与大气压无关的是（）A．在高山上煮饭要用高压锅B．茶壶盖上要开一个小孔 C．用吸管能从瓶中吸取饮料D．护士给病人注射时，用力把药水推人肌肉中 6．下列事例中属于利用大气压的是（）A．实验室中，用胶头滴管吸取药液B．在高原地区，用高压锅煮食物容易煮熟 C．用力压打气筒的活塞，把气充进轮胎中D．夏天，打足气的自行车车胎经阳光暴晒也会爆裂7．下列现象利用大气压的是（）A用吸管吸饮料B医生用注射器给病人注射药液C吸盘贴在光滑的墙面上D墨水被吸进钢笔 8．关于大气压，下列说法正确的是（）A．大气压的值是固定不变的B．大气压随海拔高度的增加而增大 C．一个标准大气压能支持0.76m的水银柱高D．做托里拆利实验时，玻璃管的粗细不同测出大气压的值也不同 9．下列医疗装置不利用大气压的是（）A．打吊针B．医用血压计C．胃肠减压瓶D．用快速输血器输血。 10．下列实例中，利用大气压工作的是（）A．抽水机抽水. B．高压锅煮饭C．用嘴吹胀气球D．热气球升空