大氣壓,我們身處其中,時刻感受而不自知。但我們的生存卻離不開合適的大氣壓,因此,宇航服內(nèi)要增壓,潛水服要能抗壓。
氣體與液體一樣是流體:它可以流動,可變形。與液體不同的是氣體可以被壓縮。假如沒有限制(容器或力場)的話,氣體可以擴散,其體積不受限制。
氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子動能高,相互之間可以自由運動。
氣體的體積、溫度和壓強互相影響。氣體三大定律描述了這三個要素之間的關(guān)系。
地球的外面被空氣包圍著,這些空氣被稱為大氣層??諝饪梢韵袼菢幼杂傻牧鲃?,由于它受重力作用(重力場限制很難逃逸),因此空氣的內(nèi)部向各個方向都有壓強,這個壓強被稱為大氣壓。
1654年格里克在德國馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?/span>,這讓人們對大氣壓有了深刻的認識,但大氣壓到底有多大人們還不清楚。11年后意大利科學(xué)家托里拆利在一根80厘米長的細玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中,發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀大約下降了4厘米后就不再下降了。這4厘米的空間無空氣進入,是真空。托里拆利據(jù)此推斷大氣的壓強就等于水銀柱的長度(76厘米)。根據(jù)壓強公式粗略算出了大氣壓在標(biāo)準狀態(tài)下為100000Pa。約為是一公斤力每平方厘米。
大氣壓不是固定不變的。為了比較大氣壓的大小,在1954年第十屆國際計量大會上,科學(xué)家對大氣壓規(guī)定了一個“標(biāo)準”:在緯度45°的海平面上,當(dāng)溫度為0℃時,760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強叫做標(biāo)準大氣壓。
1標(biāo)準大氣壓=76厘米汞柱=1.013×10^5帕斯卡=10.336米水柱。
大氣壓與海拔高度的關(guān)系是:高度增加,大氣壓減??;在3000米范圍內(nèi),每升高12米,大氣壓減小1mmHg,大約133Pa。就像越深水下的壓力越大,反之,世界最高山峰喜馬拉雅山,因為氣壓太低而不適合人類居住。
溫度會影響大氣壓:由于地球表面各處在太陽照射下受熱情況不同,各地的空氣溫度就有較大差別。溫度高的地方,空氣膨脹上升,空氣變得稀薄,氣壓就低;溫度低的地方,空氣收縮下沉、密度增大,氣壓就高。
另外,大氣流動也是造成氣壓不平衡和經(jīng)常變化的重要因素。這樣在地理情況千差萬別的地球表面上空,就形成各種各樣的氣壓分布類型,多種氣壓類型的組合就構(gòu)成了一定的天氣形勢,而決定著未來的風(fēng)云變幻。
地球表面上的風(fēng)、云、雨、雪,萬千氣象,都跟大氣運動有關(guān)系,而造成大氣運動的動力就是大氣壓分布的不平衡和氣壓分布的經(jīng)常變化。