【学习目标】1。了解大气压力的存在所引起的现象;
2.知道测量大气压的方法,大气压的大小和单位;
1.证明大气压存在的实验
1.简单实验:
(1)塑料吸盘:塑料吸盘可以通过排出部分空气体吸在墙上,塑料吸盘内外压力不同。如果塑料吸盘戳一个小孔,有空气体穿过小孔进入塑料吸盘和光滑的墙壁之间,吸盘就无法粘在墙上。
(2)悬浮空塑料管内的水:塑料管内装满水,管口用纸板盖好,倒置,这样塑料管内的水就不会流出来了。
(3)用吸管喝:如果杯口是密封的,空气体无法进入杯内,就不能一直吸饮料。大气压的作用使饮料进入口中。
2.大气压力的存在:以上实验说明大气压力确实存在,历史上证明大气压力存在的著名实验是马德堡半球实验。压力也存在于大气的各个位置,称为大气压力,简称大气压。
解释:空气体和液体一样,具有流动性,所以大气内部各个方向都有压力。大气压力也是由大气的重量造成的。
2.大气压力的测量。托里拆利实验(1)实验过程:如图所示,将一根长约1m、一端封闭的玻璃管装满水银,用手指塞紧,然后插入水银槽中。松开手指,当管内的水银液面下降到一定高度时,就不再下降了。此时,管内外的水银柱高度差约为760毫米。
(2)该实验是将大气压转换成液体压力来测量。如图所示,在管内和管外的水银表面的连接处有一个假想的液膜。因为水银柱是静止的,管内水银柱产生的液体向下的压力等于外界大气压力,即大气压力支撑管内约760mm高的水银柱,大气压力等于760mm高的水银柱产生的压力。通常,这个量级的压力称为标准大气压,用P0表示。
根据液体压强的公式:P=ρgh,可以计算出大气压约为10^5Pa.(ρ是水银的密度)
(3)托里拆利实验中,管的上部为真空,管内水银柱的高度只随外界大气压而变化,与管的厚度、倾斜角度、管的长度以及玻璃管是被抬起还是被压下等因素无关,只与水银柱的垂直高度有关。
2.大气压的变化
(1)大气压力随着海拔的升高而降低。空越高,则空气体越稀薄,则空气体的密度越低,大气压越低。
(2)天气的变化影响大气压力。一般来说,晴天的气压比雨天高。
3.大气压和水的沸点:标准大气压下水的沸点是100℃。随着大气压的降低,水的沸点会降低。反之,大气压越高,水的沸点越高(高压锅原理)。
关键点说明:
1.单位:国际单位是帕斯卡(Pa)。常用的单位是厘米汞柱(cmHg)和标准大气压(atm)。
2.托里拆利实验中,如果玻璃管中有某种空气体,测得的大气压值小于实际值;如果在实验中用水代替水银,就需要一根大约10米长的玻璃管。(因为水的密度比水银小得多)
生活中还有哪些利用大气压的例子?托里拆利实验的要点都掌握了吗?
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