参考资料：如何理解大气压强的宏观意义和微观实质

气体压强的微观解释推导气体压强是一个重要的物理概念，它涉及到物质状态以及气体分子之间的相互作用。

有了对气体压强的清楚理解，我们可以更好地观察和了解物质在物理系统中的行为。

因此，本文专门探讨气体压强的微观解释和推导。

首先，我们需要了解压强的定义。

压强是指一定体积内气体分子及其间的斥力给其他分子施加的平均力，即气体给它周围环境施加的力。

通常，气体分子随机地在其中移动，并给它们周围的空间施加斥力。

由于气体分子不断碰撞，它们互相推动和弹开，这就是气体压强的产生。

其次，我们需要利用牛顿定律推导出气体压强。

牛顿定律是一个重要的物理定律，它很好地解释了物体在物理系统中的行为。

在此基础上，我们推导出气体的压强公式：P = F/A，其中P是压强，F是气体分子施加在指定体积上的力，A是指定体积的面积。

根据牛顿定律，我们得出：F = m * a，其中，m是气体分子的质量，a是气体分子的加速度。

最后，我们用三次函数模拟气体分子运动的轨迹，求出气体的压强公式：P = m * a * v^2 / (2 * x)其中，v是气体分子的运动速度，x是气体分子的位置。

从以上分析可以看出，气体压强是由气体分子施加的力和指定体积的比例关系决定的，而气体分子的施加的力则是由牛顿定律和三次函数求出的。

因此，气体压强是一个由牛顿定律和三次函数结合而成的物理概念，可以用来说明物质在物理系统中的行为。

总结起来，气体压强是由气体分子施加的力和指定体积的比例关系决定的，而气体分子的施加的力则是由牛顿定律和三次函数求出的。

虽然气体压强的概念比较简单，但要认真学习它，还需要深入理解物理定律和数学概念。

只有这样，才能更好地观察和理解物质在物理系统中的行为。

理想气体的压强及温度的微观解释在普通物理热学的教学中，对理想气体的压强、温度的学习和讨论时，学生对压强、温度的微观实质理解困难，特别是对宏观规律的微观解释与分析问题。

文章从理想气体分子模型的建立和统计假设的提出，对压强、温度的实质进行讨论，从而使学生得到正确理解，并学会用微观理论解释和研究宏观现象和规律的分析方法。

标签：理想气体；微观模型；压强；温度；微观本质在物理的学习和研究中，经常会讨论和分析一些物理现象和规律，很多物理现象和规律，是可以通过实验观察和验证的宏观规律，而表征分子、原子运动性质的微观量，很难用观察或实验直接测定。

宏观量与微观量之间必然存在着联系，要更深入地认识和研究宏观规律，必须对宏观规律的微观本质进行分析。

通过对理想气体的几个宏观规律与微观实质的关系对比和分析，帮助我们认识和理解气体动理论的有关规律，并掌握这一研究方法。

1 理想气体模型及状态方程1.1 理想气体模型。

所谓理想气体是指重力不计，密度很小，在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的稀薄气体。

理想气体是一种理想化的物理模型，是对实际气体的科学抽象。

理想气体的微观特征是：分子间距大于分子直径10倍以上，分子间无相互作用的引力和斥力，分子势能为零，其内能仅由温度和气体的量决定，内能等于分子的总动能。

温度提高，理想气体的内能增大；温度降低，理想气体的内能减小。

实际气体抽象为理想气体的条件：不易被液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气、空气等，在压强不太大、温度不太低的情况下，所发生的状态变化，可近似地按理想气体处理。

分子本身的线度与分子之间的距离相比可忽略不计，视分子为没有体积的质点；除碰撞瞬间外，分子之间及分子与容器壁之间没有相互作用力，不计分子所受的重力；分子之间及分子与器壁之间作完全弹性碰撞，没有能量损失，气体分子的动能不因碰撞而损失。

容器各部分分子数密度等于分子在容器中的平均密度n=NV，式中，n是气体分子数密度，N是气体的总分子数，V是气体容器的容积；沿空间各个方向运动的分子数目是相等的；气体分子的运动在各个方向机会均等，不应在某个方向更占优势，即全体分子速度分量vx、vy和vz的平均值vx=vy=vz=0。

如何正确全面理解大气压强大气压强与生产、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。

气体压强的微观表达式
气体压强的微观表达式
气体压强是指由于气体分子从宏观尺度传递力而作用于物体的压力，在物理学中，它是一个重要的物理量。

它的表达式有微观表达式和宏观表达式。

本文将关注气体压强的微观表达式，以便对它的概念有一个更清晰的认识。

首先，我们需要了解微观气体压强的基本概念，即它是由气体分子所施加的压强。

这里，我们可以使用牛顿力学原理来表达这一概念：气体分子施加的压强是由物体上所有气体分子外力与物体面积的乘积决定的。

由此可见，气体分子施加的压强与气体分子数量以及物体表面积密切相关。

其次，我们可以使用微观力学原理来推导出气体压强的表达式，这称为简单撞击模型。

其表达式形式是：P= 2F/A，其中P代表压强，F代表气体分子施加的外力，A代表物体表面积。

根据相关物理学定律，简单撞击模型得到的气体压强表达式的结果是精确的。

最后，我们来看看一些具体的示例。

比如，当气体温度为228K时，气体压强P=6.25atm，此时，外力F=1250N, 物体表面积A=200m2，根据上面提到的表达式，我们可以得出P=2F/A，即P=6.25atm。

经过以上几步，我们已经对微观气体压强的表达式有了一个更详细的认识。

总的来说，气体压强的表达式为P= 2F/A，气体压强的数值取决于气体分子施加的外力与物体表面积的乘积。

高考大气压强知识点讲解气象是我们日常生活中所经常接触到的科学领域之一。

其中，大气压强是气象学中的一项重要概念，对于了解天气变化、预测气象现象具有至关重要的意义。

本文将对高考大气压强的相关知识点进行深入讲解。

首先，我们需要了解大气压强的定义。

大气压强，简称气压，指的是大气对于单位面积的压强。

单位上常用帕斯卡（Pa）来表示。

一般情况下，地表平均大气压强约为101325帕。

大气压强的测量，常用的工具是晴雨表和气压计。

接下来，我们来看一下影响大气压强的主要因素。

一个最直观的因素是海拔高度。

海拔越高，大气密度越小，所以大气压强也越小。

这就是为什么登山的时候，我们会感觉到呼吸困难的原因。

再来看温度，想要精确计算大气压强，就得考虑到气体温度的变化对压强的影响。

根据理想气体状态方程，温度升高会导致气压的上升，反之则会导致气压下降。

此外，湿度也是一个重要因素。

因为水蒸气比空气密度小，所以会使得气压下降。

在日常生活中，我们经常提到的天气预报，也与大气压强的变化息息相关。

大气压强的变化会引起气压系统的形成，进而影响天气的变化。

一般情况下，气压高的地方会有晴朗的天气，而气压低的地方则容易有阴雨天气。

当气压系统和前线相互作用时，会形成各种气象现象，如台风、龙卷风等。

因此，通过观察和分析大气压强的变化，我们可以对天气进行一定程度的预测。

此外，大气压强对气体运动也有一定的影响。

当气压差异较大时，就会形成气压梯度力。

这种力会导致空气从高压区向低压区流动，形成风。

风是一种非常重要的天气元素，对于农业、航海、航空等领域有着广泛的影响。

所以，我们需要借助大气压强来解释风的产生和变化。

最后，我们来看一下应用方面的知识点。

在航空航天领域，了解大气压强的变化对于飞行器的安全起着至关重要的作用。

特别是爬升和降落阶段，飞行器需要根据目前的大气压强做出相应的调整。

此外，在气象学中，也可以通过观测大气压强的变化来预测气象灾害的发生。

通过观察气压的变化趋势，可以提前做出相应的防灾准备。

气体压强的微观解释类比推理：高压采煤水枪出水口的截面积为S，水的射速为v，射到煤层上后，水的速度为零，若水的密度为ρ，求水对煤层的冲力。

关于气体压强：①p=2n₀Ek/3(微观表达式)压强取决于分子数密度和分子的平均动能.②p=nRT/V=mRT/M₀V(状态、宏观表达式)压强取决于物质的量、温度和体积.③p=p₁+p₂+…(混合气体道尔顿分压定律)④p₁V₁/T₁+p₂V₂/T₂+…=pV/T(物质的量表达式)⑤单位面积内的力p=F/S⑥单位时间单位面积上力的冲量p=I/S·t⑦单位时间单位面积上碰撞次数由平均速率、分子数密度共同决定N=n₀v/6.【简单推导】一个分子碰撞一次，碰撞次数就是分子个数，分子个数为n₀lS/6.所用的时间为l/v，单位时间单位面积上碰撞次数为n₀lS/6/S/t=n₀v/6.1.下列说法正确的是（A）。

A:气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B:气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C:气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D:单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大2.一密闭气球中装有一定质量的理想气体，现使环境压强不变、气体温度缓慢升高.对于气体在此过程中的下列说法正确的是（C）A.气球中气体分子间的作用力增大B.气球中气体每个分子的速率都增大C.气球内壁单位面积上受到的压力不变D.气球中气体吸收的热量等于气体增加的内能☞对理想气体来讲，分子间只有消耗碰撞的力，没有分子间的相互作用力.单位面积上受到的压力就是气体对气球内壁的压强，根据热力学第一定律方向做功和内能的变化.3.在一定温度下，当气体的体积减小时，气体的压强增大，这是由于（）A.每个分子对器壁的平均撞击力变大B.单位体积内的气体分子数变大，分子对器壁的吸引力变大C.单位体积内的气体分子数变大，单位体积内分子的重量变大D.单位体积内的气体分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增多☞正确答案：D.单位体积内的气体分子数变大，单位时间内对器壁碰撞的次数增多一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大；温度不变说明气体分子运动平均动能不变；体积减小说明相同体积内分子数变多；故相同时间内单位面积上碰撞的气体分子增加了，故压力变大，压强变大；故选：D.☞温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度的反映，从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均动能的标志，温度是大量分子热运动的集体表现，含有统计意义，对于个别分子来说，温度是没有意义的；大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.4.对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（）A.当分子热运动剧烈时，压强必变大B.当分子热运动剧烈时，压强可以不变C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大解析：从微观来说，压强是单位时间内作用在单位面积上的冲量，即压强微观上由分子平均动能和分子数密度决定。

对气体压强的两种不同理解气体压强是热学部分的重要概念，也是学习中的难点，正确地理解气体压强的概念是解决问题的关键，下面就从微观和宏观的两个角度来理解气体压强的概念。

1.从微观的角度理解气体压强例1 下列说法正确的是（ ）A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小D. 单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大答案：A解析：根据气体压强的微观解释，大量气体分子跟容器壁的碰撞，对容器壁形成一个持续的作用力，由压强公式F p S=，压强可以说成是“单位面积上的平均作用力”，A 正确；由冲量定义式,F I I Ft P S tS===，由此压强也可以理解为大量气体分子单位时间作用在器壁单位面积上的平均冲量，故B 错；由克拉珀龙方程nRT PV =，T N R V N RT V n P A⋅==，N 表示气体分子总数， A R N 、是常量，V N 表示单位体积内分子数，由此从微观的角度可以看出，压强与温度、单位体积内的气体分子数两个因数有关，故C 、D 错.点评：1.要注意气体压强两种不同的表述，气体压强可以理解为“单位面积上的平均作用力”，也可以理解为“大量气体分子单位时间作用在器壁单位面积上的平均冲量”；2.从微观的角度看气体内部的压强与温度、单位体积内的分子数这两个因数有关.例2 如图1所示，质量为m 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无磨擦，a 态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b 态是气缸从容器中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a 态变化到b 态的过程中大气压强保持不变.若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（ ）图1A.与b 态相比，a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B.与a 态相比，b 态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大C.在相同时间内，a,b 两态的气体分子对活塞的冲量相等D.从a 态到b 态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量答案：AC解析：首先要看出从a 态到b 态，缸内气体压强保持不变，温度升高气体，体积增大.“气体分子在单位时间内撞击活塞的个数”到底与什么有关呢？这要从微观的角度看，气体分子在单位时间内撞击活塞的个数越多，温度越高（分子撞击活塞的平均速度越大），压强就越大.而缸内气体压强保持不变，温度低的，气体分子在单位时间内撞击活塞的个数就较多，故A 正确；由tI F Ft I ==,，“气体分子在单位时间内对活塞的冲量”就是缸内气体对活塞的压力，压力相等，.在相同时间内气体分子对活塞的冲量应相等，故B 错，C 正确；从a 态到b 态，由热力学第一定律不难判断气体对外界做功，气体从外界吸收了热量，故D 错.2.从宏观的角度理解气体压强例3 如图2所示，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝.气缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止，左右两边气体温度相等.现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源.当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（ ）A ．右边气体温度升高，左边气体温度不变B ．左右两边气体温度都升高C ．左边气体压强增大D ．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量答案：BC解析：电热丝通电后,右边的气体吸热内能增加，温度升高，由克拉珀龙方程,PV nRT =体积不变则压强增大，将隔板向左推,对左边的气体做功，根据热力学第一定律, 绝热的情况下，左边气体的内能增加,温度将升高，故A 错；左边气体的温度升高、体积减小，由克拉珀龙方程,PV nRT =压强将增大，故C 正确；对右边的气体，当缸内气体再次达到平衡时，压强、体积与初始状态相比都增大，由克拉珀龙方程,PV nRT =温度与初始状态相比升高，故B 正确；由能量转化守恒定律右边气体内能的增加值应为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,故D 错.【归纳总结】本题是热学综合题，既考查了气体定律（压强、温度和体积三者之间的关系），又同时对热力学定律进行了考查，解决这类问题，要会用克拉珀龙方程，它联系了气体压强、温度、体积和物质的量这四个因素中间的关系.例4 用隔板将一绝热容器隔成 A 和 B 两部分，A 中盛有一定质量的理想气体，B 为真空（如图①）.现把隔板抽去，A 中的气体自动充满整个容器（如图②），这个过程称为气体的自由膨胀.下列说法正确的是( )A ．自由膨胀过程中，气体分子只作定向运动B ．自由膨胀前后，气体的压强不变C ．自由膨胀前后，气体的温度不变D ．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到 A 部分答案：C解析：要注意“自由膨胀”过程中气体不对外界做功，再加又是绝热过程，气体内能不变.对于一定质量的理想气体，内能不变，温度也保持不变，故C 正确；温度不变但体积增大，由克拉珀龙方程,PV nRT =压强应减小，故B 错；由分子动理论可知A 错；由热力学第二定律可知D 错.【巩固练习】1. 下列说法中正确的是( )A. 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B.气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大C.压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D.分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 到达受b 的作用力为零处时，a 的动能一定最大2．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是( )A ．p 1 =p 2，V 1=2V 2，T 1= 21T 2B ．p 1 =p 2，V 1=21V 2，T 1= 2T 2 C ．p 1 =2p 2，V 1=2V 2，T 1= 2T 2 D ．p 1 =2p 2，V 1=V 2，T 1= 2T 23. 如图所示，气缸竖直放置，质量为m 的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁均绝热，之间无摩擦.现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间给气体加热（活塞未离开气缸），若忽略气体分子之间的势能，整个过程中大气压强保持不变，当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比（ ）A ．缸内气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大B ．缸内气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多C ．缸内气体的内能增加，气体对外界做功D ．缸内气体内能的增加量等于电热丝放出的热量减去气体对外界所做的功4. 如图所示，两个相通的容器P 、Q 间装有阀门K.P 中充满气体，Q 内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K 后，P 中的气体进入Q 中，最终达到平衡，则( )A ．气体体积膨胀，内能增加B ．气体分子势能减少，内能增加C ．气体分子势能增加，压强可能不变D ．Q 中气体不可能自发的全部退回到P 中【参考答案】1. D2.D3.CD4. D。

如何理解大气压强的宏观意义和微观实质在中学物理课本中对大气压强的定义是：地球对空气也有吸引作用，因此空气也受重力。

所以象液体对浸在它里面的物体要产生压强一样，空气对浸在它里面的物体也要产生压强，这个压强就叫大气压。

根据气体动理论，气体的压强是由大量作无规则运动的分子跟器壁碰撞产生的。

从本质上讲，大气压也是空气分子在不停地作无规则运动产生的，但它与空气重量有密切关系。

下面我们就讨论这个问题。

地球周围的大气层里，空气分子的无规则运动将使它们均匀分布于所能达到的空间，而受到重力作用而将使空气分子聚集在地面上，在这两种作用达到平衡时，空气分子在大气层内的分布是非均匀的。

在地面附近空气分子的密度大，大气层顶部分子密度小。

根据玻尔兹曼分布律可以导出重力场中空气分子的数密度n 按高度分布规律：10m ghkT n n e -=式中m 1为分子质量、n 0为地面附近（h=0）的气体分子数密度、n 为距地面高度为h 处分子的数密度。

由止式和p nkT =，得：100m ghMghkT RT p n kTe p e --== (1)式中00p n kT =表示h=0处气体的压强。

111/A A m m m N M k R N R R===，其中M 为气体的摩尔质量。

在大气中取一竖直气柱。

为使讨论简单，假设气柱中各处温度相同，对（1）式微分：0Mgh RT Mg pM dp p e dh gdh RT RT-=-=- 由m pV RT M =，得m pM V RTρ==，代入上式，所以： dp gdh ρ=-式中ρ表示空气的密度。

设大气层的高为H ，大气层顶部的气体压强为零。

则： 000Hp dp gdh ρ=-⎰⎰ 00Hp gdh ρ=⎰式中等号左边是地面（h=0）处大气压强P 0的值；右边是地面（h=0）处到大气层顶部的单位截面积上气柱的重量。

上式表明，地面处的大气压强在数值上等于地面到大气层顶部的单位面积上气柱的重量。

压强的微观机理你知道多少压强这玩意儿，咱们在物理课上可没少接触。

但你真的了解压强的微观机理吗？别急，听我慢慢给您唠唠。

先来说说什么是压强。

简单来讲，压强就是单位面积上受到的压力。

比如说，你用手按一个气球，气球表面单位面积承受的你手的压力，这就是压强。

那压强的微观机理又是啥呢？这就得从微观世界说起啦。

咱们周围的物质都是由大量的分子组成的。

这些分子啊，可不是老老实实呆着不动的，它们一直在不停地运动，而且速度还挺快。

想象一下这样一个场景，你在一个超级大的房间里，里面充满了无数个小球，这些小球就代表着分子。

它们到处乱跑，撞来撞去。

有的时候撞到墙上，有的时候撞到彼此。

当这些分子撞到容器壁上的时候，就会对容器壁产生一个冲击力。

无数个分子不断撞击容器壁，就形成了持续的压力。

单位面积上受到的这种分子撞击的力，就是压强啦。

咱们来举个例子，比如说一个充满气的篮球。

为啥篮球打足了气就硬邦邦的？就是因为里面的气体分子不停地运动，撞击篮球的内壁，产生了较大的压强，让篮球变得很有弹性。

再比如，夏天的时候，你有没有觉得自行车的轮胎特别容易爆胎？这是因为气温升高，气体分子的运动变得更加剧烈，撞击轮胎内壁的力量增大，压强也就跟着变大了，如果轮胎本身有点老化或者质量不太好，可不就容易爆胎嘛。

还有一个有趣的现象，深海里的压强特别大。

你想想，海水那么深，上面的水分子一个压着一个，不停地撞击下面的物体，这压强能不大吗？深海里的鱼为了适应这么大的压强，身体结构都变得很特别呢。

回到咱们的日常生活中，高压锅也是压强原理的一个应用。

锅里的气体受热，分子运动加剧，压强增大，水的沸点也就升高了，这样就能更快地把食物煮熟。

所以说啊，压强的微观机理虽然看不见摸不着，但却在我们的生活中无处不在，影响着各种各样的现象和事物。

了解了它，能让我们更好地理解这个世界，也能让我们更聪明地利用这些知识来解决生活中的问题。

不知道我这么说，您是不是对压强的微观机理有了更清楚的认识呢？要是还不太明白，没关系，多观察观察身边的现象，说不定您就恍然大悟啦！。

大气压强的概念与因素分析大气压强是指大气层中单位面积上的气体分子对于单位面积的垂直作用力。

它是气象学中一个重要的概念，对于天气变化、风的形成等现象有着重要影响。

以下将详细分析大气压强的概念和因素。

首先，从物理学角度来看，大气压强是由气体分子运动引起的。

大气是由气体分子组成的，它们在空气中不断运动，不断与其他分子碰撞。

这些碰撞会产生压强，即使使气体分子在垂直方向上对单位面积施加一定的力。

因此，大气压强可以理解为气体分子运动的结果。

其次，大气压强受多种因素的影响。

最主要的是重力，重力使得大气向下压缩，因此地面上的大气压强较高。

大气压强还受温度的影响，温度越高，气体分子的平均动能越大，分子碰撞的频率和力量也会增加，进而增加大气压强。

此外，水汽的含量也会影响大气压强。

水汽是气体状态的水，它的存在会增加气体分子数量，进而增加大气压强。

其他影响大气压强的因素还包括海拔高度、气候条件、天气系统和地理位置等。

海拔高度对大气压强的影响非常显著。

随着海拔的增加，大气的密度减小，气体分子的数目减少，分子之间的碰撞频率和力量也减小，进而导致大气压强下降。

相对于海平面，山顶处的大气压强要低很多。

这也是为什么登山者在攀登高山时需要适应高海拔环境的原因。

气候条件也会影响大气压强。

热带地区由于阳光辐射较强，地表的温度较高，导致大气膨胀，气体分子的运动速度增加，大气压强相对较低。

相比之下，极地地区由于阳光辐射较弱，地表的温度较低，导致大气收缩，气体分子的运动速度减小，大气压强相对较高。

天气系统也对大气压强有很大的影响。

例如，气旋和反气旋是大气中的两种大气循环系统，它们对大气压强产生显著影响。

气旋是低压的中心，周围的大气压强较低；反气旋是高压的中心，周围的大气压强较高。

在气旋和反气旋的运动过程中，大气压强会发生变化。

最后，地理位置也会影响大气压强。

赤道附近的大气压强较低，而极地附近的大气压强较高。

这是由于赤道附近的地表温度较高、大气膨胀导致的结果，而极地附近的地表温度较低、大气收缩导致的结果。

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对大气压强微观本质的认识
作者：荆宝生
来源：《中学物理·初中》2014年第03期
现行的初中物理教材在讲解大气的压强内容中，采用了与液体压强相类比的方法：气体和液体都具有质量和流动性，因此在重力作用下会产生压强.从大气压的压力和大气层重力的数
值巧合来看，这样的理解似乎是正确的.但是，对于一般的气体压强问题就显然是不合理的.因此，了解大气压强的本质是十分重要的.
1经典理论下大气压强遵从的规律
这两种计算的结果是基本相同的，说明在不要求从本质上研究大气压时，采用简洁的模型仍然是可行的，对于解决某些问题是比较方便的.。

宏观压强的微观实质和统计性质摘要：本文对理想气体压强公式的推导过程作了详细分析，说明了宏观量的微观实质和统计性质。

关键词：宏，微观，微观模型，统计假设，分类，统计平均值，宏观，微观。

分类号：055“气体分子运动论的基本概念”一章，从气体分子微观结构的一些简化模型出发，运用统计的概念和统计平均的方法来揭示宏观物理量的微观本质，统计概念的建立是物理思维方法上一个较大的飞跃，本文试从理想气体压强公式的导出过程，阐明宏观压强的微观实质和统计性质，从中体会统计平均的方法，进而建立初步的统计观念。

一.理想气体的微观模型和统计假设理想气体可以从不同方面来解释，从微观的角度可以把理想气体概括为以下三个特点（或称为微观模型）1.分子本身的大小比起它们之间的平均距离来，可以忽略不计，即可把分子视为没有1体积的质点。

2.分子与分子之间或分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。

3.分子间的有效作用距离很短（约10 厘米），除碰撞瞬间外，相互作用可以忽略不计，通常气体分子被放在容器中，所以重力的影响也可略去，分子连续两次碰撞之间的运动是自由的。

由上述三个特点，可以把理想气体看作是自由地无规则运动着的弹性小球的集合。

根据经验和实验，我们对处于平衡态下的理想气体分子作出以下两点假设（或称为统计假设）1.分子位于各处的机会是均等的，或简称“空间均匀假设”。

2.分子沿各方向运动的机会是均等的，或简称为“各向同性假设”。

上述两点假设都是在统计意义下给出的，因此又称为统计假设。

二.理想气体压强公式的推导分析从上述模型和假设出发，采用统计平均的方法，可以导出理想气体的压强公式。

压强概念来自力学，按照力学观点，当一个物体表面受到另外物体作用时，则：压力压强＝-------- （1）压力面积式（1）中的压力通常来自物体间的相互挤压。

在容器中，分子对器壁有力的作用，这个力并不是由分子的重量引起，而是分子对器壁碰撞的结果。

仿照力学的压强定义，我们把单位器壁上所受的气体分子的作用力，称为气体对器壁的压强，即：dF dIP＝----==----------（2）--- da dtdA 式（2）中的dI是分子在dt时间内施于器壁dA面的冲量.而对容器中混乱运动着的气体分子，怎样才能求得dI呢？下面我们将说明，单凭力学的概念和规律是得不到结果的，必须采用一种不同于力学的新方法，即统计平均法，问题才能得到解决，具体可采取以下几个步骤：（一）.把全部分子按速度分类设单位体积中，速度基本为：V1 ,V2 ,V3 ----, Vi-----,的分子数分别为：n1,n2,n3,----,ni----,每类分子中基本上具有大小相等.方向相同的速度，首先考虑具有代表性的Vi类分子与器壁的碰撞。

谈谈大气压强与气体压强一、大气压强1.定义：从地球表面延伸至高空的空气重量，使地球表面附近的物体单位面积上所受的力称为“大气压强”，或者说大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强，简称大气压或气压。

链接：地面上空气的范围极广，常称“大气”。

离地面200公里以上，仍有空气存在。

虽其密度很小，但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大。

人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫，这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故。

德国马德堡市市长，奥托·格里克做了马德堡半球实验证实了大气压的存在。

2.产生的原因大气压产生的原因可以从不同的角度来解释：第一，从微观上，可以用分子动理论来解释．因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞．每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压．若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大.第二，从宏观上说，空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．讲得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用．单位面积上受到的大气压力，就是大气压强；大气压强既然是由空气重力产生的，高度大的地方，它上面空气柱的高度小，密度也小，所以距离地面越高，大气压强越小.另外，地球上面的空气层密度不是相等的，靠近地表层的空气密度较大，压强也较大，高层的空气稀薄，密度较小，压强也较小，这与气体压强微观解释刚好相符. 例1 （08年全国卷） 已知地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为 1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为（ ）A. 4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1020 m 3D. 4×1022 m 3 解析：大气压强是由大气重量产生的。

气体压强的微观意义一、气体压强的微观意义从微观的角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，这就好像密集的雨点打在伞上一样，雨点虽然是一滴一滴地打在伞上，大量密集雨点的撞击，使伞受到持续的作用力。

【演示】用豆粒做气体分子的模型，可以演示气体压强产生的机理。

把一颗豆粒拿到台秤上方约10cm的位置，放手后使它落在秤盘上，观察秤的指针的摆动情况。

再从相同高度把100粒或者更多的豆粒连续地倒在秤盘上（图），观察指针的摆动情况。

使这些豆粒从更高的位置落在秤盘上，观察指针的摆动情况。

从微观角度来看，气体压强的大小跟两个因素有关：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度。

【气体压强的简单推导】例题：高压采煤水枪出水口的横截面积为S，水的射速为，射到煤层上后，水的速度变为零，若水的密度为ρ，求水对煤层的冲力大小。

以上题为参考，建立一个气柱模型，气体分子速度为v，打在S面持续时间为t=l/v,气体分子打在S上为弹性碰撞，设单位体力内分子数为n₀，一个分子质量为m，则F·t=2n₀lSmv，Fl/v=2n₀lSmv，得F=2n₀Smv²，Ek=mv²/2，F=4n₀SEk，P=F/S=4n₀Ek，考虑气体分子在6个面机会均等，朝一个方向运动的分子数应该占总体的1/6，即n₀/6，P=4n₀Ek/6=2n₀Ek/3气体的压强P=2n₀Ek/3(Ek为气体分子的平均动能)一定质量的理想气体压强取决于气体分子数密度和平均动能.【理想气体气态方程推导】（1）玻意耳定律（玻-马定律）当n,T一定时 V,P成反比,即V∝（1/P）①（2）查理定律当n,V一定时 P,T成正比,即P∝T ②（3）盖-吕萨克定律当n,P一定时 V,T成正比,即V∝T ③（4）阿伏伽德罗定律当T,P一定时 V,n成正比,即V∝n ④由①②③④得V∝（nT/P）⑤将⑤加上比例系数R得V=（nRT）/p 即PV=nRT【平均动能取决于温度推导】PV=nRT，得P=nRT/V，又P=2n₀Ek/3=nRT/V，得Ek=3nRT/2n₀V=3nRT/2N=3nRT/2NA·n=3RT/2NA(NA为阿伏伽德罗常数)Ek=3kT/2(k为玻尔兹曼常数)温度是分子平均动能的标志.二、对气体实验定律的微观解释用分子动理论可以很好地解释气体的实验定律。

气体压强微观
气体压强的产生：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。

单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。

所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

中文名气体压强的微观意义微观因素气体分子的数密度和平均动能决定宏观因素气体的体积增大分子的数密度变小地球引力无关
决定因素
决定气体压强大小的因素。

①微观因素：气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定：A气体分子的数密度（即单位体积内气体分子的数目）大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多；B气体的温度高，气体分子的平均动能变大，每个气体分子与器壁的碰撞（可视为弹性碰撞）给器壁的冲力就大；从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力就大。

②宏观因素：气体的体积增大，分子的数密度变小。

在此情况下，如温度不变，气体压强减小；如温度降低，气体压强进一步减小；如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。

（3）因密闭容器的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的。

大气压强初中物理讲解大气压强，听着好像很高大上对吧？但其实它和我们的日常生活息息相关，你可能每天都在和它打交道，但也许根本没注意过它的存在。

简单来说，大气压强就是空气给我们身上的“重压”。

这个空气啊，真的是无处不在，不管你在哪里，空气始终在你周围，而且它还在悄悄地施加着压力。

可千万别小看这个“无形的压力”，它可不只是存在于高楼大厦的窗子里，也不只是影响天气变化，它其实就在我们的日常生活中大显身手。

你想过吗，咱们平时走在街上，呼吸的空气，其实就是一个大气压的“产物”。

咱们所说的大气，就是由空气分子组成的，这些分子在地球表面就像个勤劳的小工人一样，不停地撞击一切事物。

你要是瞪大眼睛看一下，空气分子就像打乒乓球一样四处飞舞，虽然它们肉眼不可见，但它们的撞击力，嘿，谁敢小看！它们撞击的力量就形成了大气压，而这种压强从上到下，几乎无处不在，哪怕你站在地球的角落，空气分子都在给你施加着这个“无形的重压”。

你会问了，那它到底有多强呢？好吧，来个简单的对比：假如你身上背着一百个沙袋，嗯，差不多每个沙袋重个十几公斤，你就能感受到一种压迫感吧？没错，这种压迫感和大气压强差不多。

可是，聪明如你，一定知道，空气不可能这么实实在在地压在你身上，怎么可能有这种大沙袋的压迫力？但空气虽然是看不见摸不着的，但它的压力是随时存在的，而且它无处不在，平均每个平方厘米就得承受大约一公斤的压力——这就是大气压强。

你以为这种压力不大？呵呵，可当你爬山时，爬得越高，空气越稀薄，压在你身上的大气压力就越小。

所以，你会发现山顶的气压特别低，呼吸都困难，嗓子也干，动不动就气喘吁吁。

你还记得小时候做过的“水杯倒扣实验”吗？记得那种把水倒满的杯子，迅速扣在桌子上，然后拿走桌布，杯子居然不掉下来，水还稳稳地待在里面吗？那不就是大气压的神奇表现！就是因为杯子上的空气分子受到了大气压的“拥抱”，使得水杯牢牢地吸附在桌面上，形成了强大的吸力。

如果你把杯子翻过来放到水里，水反而不会进入杯子里，而是被大气压强给“挤”住了。

压强微观本质的研究史以压强微观本质的研究史为题，我们将回顾一下这一领域的发展历程，并探讨压强微观本质的深层含义。

压强是我们日常生活中非常常见的一个概念，我们经常会听到与压强相关的术语，比如气压、液压等等。

那么，压强到底是什么呢？压强是指单位面积上的力的大小，也可以理解为单位面积上的压力。

在微观层面上，压强与分子之间的碰撞有着密切的关系。

当气体或液体的分子与容器壁或其他物体的分子碰撞时，就会产生力，并对单位面积施加压力。

这种微观碰撞力的作用导致了压强的产生。

对压强微观本质的研究可以追溯到17世纪中期，当时科学家罗伯特·波义耳首次提出了气体压力与分子碰撞的关系。

他的实验观察到，气体分子在容器壁上的碰撞力会导致容器内部气体的压力增加。

这一发现奠定了压强微观本质研究的基础。

随着科学技术的不断进步，人们对压强微观本质的理解也日益深入。

19世纪初，物理学家约翰·道尔顿提出了著名的道尔顿气体定律，进一步揭示了气体压力与分子速度、体积和温度之间的关系。

他认为，气体分子的速度越高，碰撞力就越强，从而导致压强增加。

而气体的体积越大，分子碰撞的机会就越多，压强也会增加。

此外，温度的增加也会使分子的速度增加，进而增加压强。

20世纪初，统计物理学的发展使得人们对压强微观本质有了更深入的认识。

物理学家詹姆斯·麦克斯韦通过统计分析和实验研究，得出了著名的麦克斯韦速率分布定律。

这一定律表明，气体中分子的速度服从一定的概率分布，而这种分布与气体的温度有关。

根据麦克斯韦定律，我们可以进一步理解分子速度与压强之间的关系。

除了气体，液体中的压强微观本质也备受关注。

液体中分子之间的相互作用力较大，因此液体的压强相对较高。

研究表明，液体的压强与液体分子之间的相互作用力有关，分子之间的吸引力越大，压强就越高。

近年来，随着纳米技术和原子力显微镜等新技术的发展，科学家们开始直接观察和测量微观尺度上的压强。

他们发现，纳米尺度下的压强表现出与宏观尺度相异的特性。