寻初中物理 大气压部分详细知识 最好有题

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量而产生的压强。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。实用上规定为760乇(mmHg)。工程上为方便起见，规定1公斤每平方厘米(＝735.6乇)为压强单位，称为“工程大气压”或“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。空气可以向水那样自由的流动，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。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，有力的证明了大气压强的存在，这让人们对大气压有了深刻的认识，但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后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置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。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.03×10^5Pa

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
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．

我们知道，气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因．因而对大气压随空气湿度而变化的问题，我们也可以由此作出解释，根据气体分子运动的基本理论，气体分子的平均速率：

则气体分子的平均动量（仅考虑其大小）

由此可见，平均质量大的气体分子，其平均动量也大（有的文献①中所言：“干空气的平均速度也大于湿空气”，是不正确的）．而对相同状况下的干空气与湿空气来说，由于干空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大，且干空气分子的平均动量也比湿空气大，因而湿度小的干空气压强也就比湿度大的湿空气大．

当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候，则其压强当然也会增大．而对大气来说情况就不同了．当某一区域的大气温度因某种因素而升高时，必将引起空气体积的膨胀，空气分子势必要向周围地区扩散．温度高，气体分子固然会运动得快些，这将成为促进压强增大的因素．但另一方面，随着温度的升高，气体分子便向周围扩散，则该区域内的气体分子数就要减少，从而形成一个促使压强减小的因素．而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果．至于这两种因素中哪个起主要作用，我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况．我们说，夏季大陆上气温比海洋上高，由于大陆上的空气向海洋上扩散，而使大陆上的气压比海洋上低；冬季大陆气温比海洋上低，由于海洋上空气要向大陆上扩散，又使大陆上气压比海洋上高．而由此可见，在温度变化和分子扩散两个因素中，扩散起着主要的、决定性的作用．应当指出，这里所说的扩散，是指空气的横向流动．因为由空气的纵向流动并不能改变竖直气柱的重量（有的文献②把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果，这是不妥的），因而也就不能改变大气的压强（对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略）．

由于地球上的大气总量是基本上恒定的．当一个地区的气温增加时，往往伴随着另一个地区温度的降低，这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能．而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低．当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时，南半球却是接受太阳热量最少的严冬．这时，由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低．而由于大气总量基本不变，则此时北半球的气压就低于标准大气压，南半球的气压当然也就会高于标准大气压．同样，空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压．因而，在北半球，冬季的大气压就会比夏季要高．当然，大气压的变化是很复杂的，但对中学课本上的说法作上述解释还是可以的很详细啊。

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11.1 大气的压强

1，由于空气受到____________，能________，因而在各个方向都存在大气压强。

2，马德堡半球实验证明了_______________ ，意大利科学家_____________ 用实验首先测出大气压的值。

3，一个标准大气压值是___________毫米汞柱 =_ _______________帕。2.5个标准大气压=_________________帕。

4，在一个标准大气压下做托里拆利实验，当玻璃管中的水银柱稳定后，在管顶穿一小孔，那么管内的水银将：（ ）

A，往上喷； B，稍微下降一些；

C，降低到和管外的水银面相平； D，保持原来的高度不变。

5，在一个标准大气压的实验室里做托里拆利实验，测得玻璃管中水银面与水银槽内水银面的高度为74厘米，则管中水银面上方的压强是：（ ）

A，74厘米高水银柱； B，2厘米高水银柱；

C，72厘米高水银柱； D，0厘米高水银柱。

11.2 大气压的变化

1，从山顶到山脚，大气压将___________，从矿井到地面，大气压将____________。

2，测量大气压的仪器叫做_____________，常用的有______________和_________，其中_______________还可以作为________计。

3，在1标准大气压下，水的沸点是1000C，如果用压力锅来煮汤，压力锅内的压强大约是1.2个标准大气压，则水的沸点________1000C。

4，有关大气压的变化，下面说法中那一句是错误的：（ ）

A， 大气压的数值在不同的地方一般不同；

B， 同一地方的大气压也在不断变化；

C， 离海平面越高，大气压的数值越大；

D， 一般情况下，晴天的大气压比阴天高。

11.3 活塞式抽水机和离心泵

1，活塞式抽水机和离心式水泵都是利用___________的作用而工作的。

2，刚装好的一台离心式水泵，起动后叶轮在电动机的带动下高速旋转，但抽不上水，下列原因中有可能的是：（ ）

A， 水泵起动前，没有给泵壳、进水管灌满水；

B， 吸水扬程小于10米；

C， 叶轮转动方向相反；

D， 进水管密封不好，漏气。

3，自来水笔吸墨水时，把笔上的弹簧片按下后再松开，墨水[便被吸进橡皮管里去，其原因是：（ ）

A， 弹簧片的弹力作用的结果；

B， 橡皮管有吸引力；

C， 管外墨水面的大气压大于橡皮管内的气体压强；

D， 手对弹簧片有压力。

4，用活塞式抽水机抽水时，当活塞往上提时，为什么水会跟着上升？如果活塞足够长，水可以随活塞无限上升吗？为什么？（活塞与筒壁接触良好，不漏气）

11.4 气体的压强跟体积的关系 *

1，在温度不变时，一定质量的气体，体积越小，压强越_______；体积越大，压强越_________。

2，把一只玻璃杯的杯口朝下，竖直插入水中，在玻璃杯插入水中的过程中：（ ）

A， 水不能进入玻璃杯中；

B， 水能进入玻璃杯中，杯中空气的压强越来越小；

C， 水能进入玻璃杯中，杯中空气的压强越来越大；

D， 水能进入玻璃杯中，最后杯内将充满水。

1， 如图所示的瓶内装有一些水，瓶盖有个小孔，将瓶倒置后，只流出小量的水后，就不再有水流出来，这是为什么？

参考答案：

11.1 大气压强

1，重力、 流动 2， 大气压强的存在、 托里拆利 3， 760、1.01×105、2.5×105 4，C 5，B 。

11.2 大气压的变化

1，增大、 减小 2， 气压计、 水银气压计、 无液气压计、 无液气压计、高度 3，大于 4，C 。

11.3 活塞式抽水机和离心泵

1，大气压 2，A、C、D 3， C 4，提示：因为活塞下面的气体压强几乎为零，当活塞往上提时，筒外的大气压强把水压到筒里去，所以水会跟着往上升；不能无限上升；从公式可以算出大气压强只能支持约10米高的水柱。

11.4 气体的压强与体积的关系

1，大、小 2，C 3，提示：因为将瓶倒置流出小量水后，瓶内的气体体积增大，在温度不变的情况下瓶内气体压强变小，当瓶内的气体压强加上水的压强等于大气压强平衡时，水就不会流出来。
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1 大气压的存在已为人们所熟悉，有关知识已成为小学、初中教科书中必不可少的内容。早在300多年前意大利科学家托里拆利首先测得了大气压的数值，迄今在气象台站所使用的水银气压表就是托里拆利发明的。

根据托里拆利实验，大气压强(P)可以由水银气压表中水银柱的高度(h汞)来量度，其换算公式为

p=ρ汞gh汞

ρ汞是水银的密度，g是重力加速度。

大气压强还可以通过另一种方式来表示

或 p=ρRT

常数，T为空气的热力学温度，上式称为空气的状态方程它表明了空气的压强、密度和热力学温度之间的关系。

空气是一种混合气体。根据混合气体的分压定律，大气压强也可以分解为干空气(氮、氧、氩等)的分压强(p干)与水汽的分压强(e)之和，即p=p干+e。由于空气中的水汽含量有限(其变化范围在0～4％之间)，因此p干》e。水汽压是空气的基本湿度参量之一。

2 根据无数次的测量和大量资料得知，大气压强是随着不同高度、不同地点和不同时间而变化的。不过，这些变化并不是由于空气湿度的变化引起的，而是由于地球引力、大气环流(环绕地球永不停息的大气运动称为大气环流)、自然地理条件(纬度、海陆分布及地形等)和大气自身性质(大气具有可压缩性、流动性和连续性)等动力和热力因素所造成的。换句话说，空气中水汽含量的增减对气压的变化甚微。空气湿度增大的时候，气压可能升高，也可能降低；湿度减小，气压也可变高或变低。下面对大气压强的变化做一些简要分析，以供参考。

2．1 大气压强随高度的变化

简单地说，由于大气压强在数值上等于单位面积上竖直大气柱的重量，因此，离开地面越高，大气层的厚度就越薄，大气柱就越短，大气压强就会越小。这早已被帕斯卡和他的朋友于1648年所证实。说得确切一些是由于地球引力的作用和大气的可压缩性，随着高度的增加，空气越来越稀薄，其密度越来越小，温度也不断降低。根据状态方程，空气密度越小、温度越低，大气压强就越小。在一般情况下，大气压强随高度的增加呈指数规律减小。

在实际工作中，经常用单位气压高度差(h)来表示气压随着高度增加而降低的快慢程度

p为气压，单位用百帕，a=1／273，t表示以摄氏度为单位的气温值。由此可以看出，在气温相同的情况下，气压越高，单位气压高度差就越小，气压随高度的增加降低得就越快；在气压相同的情况下，气温越高，单位气压高度差越大，气压随高度的增加降低得就越慢。当海拔高度较低，且要求精度不太高的情况下，可以用单位气压高度差来计算气压或高度。计算时一般采用上、下两点的气压和气温的平均值。比较精确的压高公式为

式中z2—z1为上、下两点的高度差，tm为z1、z2间气温的平均值，pl、p2分别为z1、z2高度上的气压值。飞机上的高度表就是根据上式，按照标准大气温度随高度的变化关系，应用空盒气压表改制而成的(将气压刻度改为高度刻度)。

2．2 大气压强沿水平方向的变化

通常大气压强在水平方向上的分布是不均匀的(因此使空气受到一个由高压指向低压的净压力——水平气压梯度力，从而引起了空气的水平运动)。把空间气压相同的各点连在一起，就组成了一张空间等压面。等压面的形状是起伏不平的，有的地方凸出，有的地方下凹。凸出的地方气压就比周围高，下凹的地方气压就比周围低。在海平面气压分市图上是用等压线(气压相等的各点的连线)来表示气压分布特征的。等压线表示的各种高、低气压区域称为气压系统。结合等压面的空间形状，可以把气压系统分为：高气压(高压)、低气压(低压)、高压脊(脊)、低压槽(槽)、鞍形气压场(鞍)等(如图)。

在低压区，由于地表的摩擦以及地球自转所产生的地转偏向力作用，空气沿逆时针方向向中心区辐合(因此低压又称为气旋)，使低压中心附近出现上升气流，将地面附近及低层大气的大量水汽和凝结核向高空输送；由于上升空气的膨胀冷却作用使水汽发生凝结而生成云。因此低压区多为阴雨天气。在高压区，空气沿顺时针方向由中心区向四周辐散(高压又称为反气旋)，使高压中心附近出现下沉气流，因此高压区多为晴朗天气。

由多年平均的海平面气压分布可以看出：在赤道附近存在一个低压区，称为赤道低压带；由赤道分别向南向北，气压值逐渐升高，至南北纬度30°附近，气压达到最高值，此高压区称为副热带高压带：由此继续向高纬，气压又逐渐降低，到南北两半球的60°附近，气压降至最低，称为副极地低压带；再继续向南、北两极，气压又逐渐升高，在极地附近为高压区，称为极地高压。这种气压的带状分布是由于太阳辐射沿纬度的带状分布以及地球自转等因素而形成的。

由于地表的非均一性(纬度、海陆分布及地形等)，在水平方向热力和动力作用的差异是很复杂的，因此，细致分析月平均海平面气压分布图可以看出，气压并非严格呈纬向的带状分布，而是呈现许多闭合的高、低压系统，即所谓大气活动中心。这些大气活动中心有的常年存在，称为永久性大气活动中心；有的有显著的季节性变化，称为半永久性大气活动中心。例如蒙古高压、印度低压、北太平洋副热带高压与阿留申低压等，这四个半永久性和永久性大气活动中心相对位置及强度的变化与我国的天气变化有着密切关系。

2．3 大气压强的日、年变化

地面气压日变化的一般规律是：一天中有一个最高值和一个次高值；一个最低值和一个次低值。最高值出现在9～l0时，次高值出现在21～22时；最低值和次低值分别出现在15～16时和3～4时。两个不对称的日变化波的出现，表现出每12小时一个周期。气压最高值和最低值的出现与气温的日变化有关：白天由于太阳辐射的加热作用，使空气膨胀而上升，到一定高度后向四周辐散，导致空气柱质量减少，地面气压降低；夜间由于地面和大气的辐射冷却作用，空气柱收缩，空中四周气流辐合，使气柱质量增多，地面气压升高。次高值和次低值的出现原因比较复杂，一般认为与太阳引起的大气潮汐作用有关。

气压的年变化与海陆性质、地理纬度、海拔高度等自然地理条件有关。大陆上一年中气压的最高值出现在寒冷的冬季，最低值出现在温暖的夏季，年振幅较大，并且年振幅随纬度的增加而增大。海洋上一年中气压最高值出现在夏季，最低值出现在冬季，年振幅较小。高山地区全年气压最高值出现在夏季，最低值出现在冬季，年振幅也较小。

气压的非周期性变化与气压系统的移动和演变有关。在中高纬度地区，由于高、低压系统移动和变化频繁，因而气压的非周期性变化比低纬度地区明显。气压随时间的急剧变化往往是天气急剧变化的预兆。一般情况下，气压降低或低压系统逼近预示着阴雨天气的来临：而高压系统到来则多为晴朗天气。因此，掌握气压随时间的变化与天气变化的关系，在天气预报工作中是极为重要的。