气体压强与压力「压力与压强专题大气压强」

大气对浸没在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压。

空气的重力和大气的流动性。

重力很好理解，这里解释一下流动性。空气中有水分子，氧气分子，氮气分子，二氧化碳分子等等，这些分子就像幼儿园的小朋友，不仅会上蹿下跳还会东奔西跑，这就是流动性。

流动为什么会 产生压强呢?你想啊，这些“小朋友”跑来跑去，撞到墙壁上，撞到你身上，就有碰撞，有碰撞，就有压力，有压力就有压强。

其实大气有压强最根本的原因是流动性，因此大气向四面八方都会产生压强。当然你会问，是什么让这些气体动起来的，把这个问题留到高中，希望你可以在高中好好探究气体的流动性到底是什么？

马德堡半球试验

将球中的气体抽干，发现需要很大的力才能把球拉开，由此说明，大气存在压强。

需要很大的力才能拉开，因为外面有空气也就是有大气压强，有压强就有压力，里面没空气，就没有压强，没有压强就没压力，那么球体就会被外面的力狠狠的压住。

托里拆利的试验

管内灌满水银，排出空气，然后反转放入盛有水银的槽里，放开手指，将管子竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水银液柱与水槽中水平液面的竖直高度差，约为760mm。我们把760mm高的水银柱产生的压强叫做1个标准大气压，简称1个大气压（atm）

这个实验就是用平衡知识，大气压和液体产生的压强平衡，用液体压强来得到气体压强。

思考一些问题：

1、为什么是灌满水银倒放入水银槽中？

因为只有灌满后，排除管中的所有气体，倒放之后，顶部是真空，水银柱产生的压强才是大气的压强。如果不是灌满水银，留有部分空气，那么测出的压强就是偏小的。

2、为什么用水银而不是水？

试验的本质其实是液体的压强更大气压强平衡，液体压强公式p=ρgh，水银的密度13.6g/cm3 水的密度1g/cm3，如果用水做试验，要做到平衡，那么h得是水银柱的13.6倍，差不多是10m,3层楼那么高！一没有那么长的管子，二哪怕有测量柱子也不方便。

3、槽中的水银能否换成水?

很明显不能！水银密度大，是液体金属，几乎不溶于水，最后变成水银沉底，水上升，充满整个管子，试验就没有了任何意义！

空气内部向各个方向都有压强，大气压随高度增加而减小，因为高度增加，空气密度变小，“小朋友”变少，流动性变低，压强就小了。

一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。

先做一个小实验：用酒精灯把水煮沸，正常气压下，水的沸点为100℃。然后移开酒精灯，温度慢慢降低，水不再沸腾。这时候用针筒把容器的空气，立马抽干，水居然又沸腾了，为什么？

首先，水温是低于100℃，水再次沸腾也是真的，那么说明水的沸点变化了，而且是变低了。本来100℃沸腾的水，现在可能只要95℃、90℃就会沸腾。

所以得出结论：水的沸点会因为大气压的降低而降低。

因为这个结论，在高原煮食物，就需要高压锅。因为食物要熟，需要100℃以上的温度持续加热，而高原上水的沸点因为压强变小而降低，用普通锅，就煮不熟食物。

高压锅就是在普通锅的基础上增加了密封性，可以在比较封闭的空间内不断得增加水蒸气，"小朋友"多了，压强就大了，沸点变高了，食物就能熟了。

虹吸现象：

如果要给鱼缸换水，我们用一个装满水的皮管放入鱼缸中，鱼缸中的水就会被吸出鱼缸，流到右边的容器中，这就是虹吸现象，应用了大气压强的知识。

那么，水是怎么被吸出的？皮管中的水因为重力，会向下流，那么管子中一定会出现一部分真空，这样一边是大气压，一边是真空，有了压强差，大气压就把鱼缸中的水压出。

其实虹吸现象，水泵等应用，本质就是制造了压强差。

先做一个小实验：

拿出一个针筒（不带针），先抽一点空气，然后用拇指堵住针筒口，用力压针管，拇指会有向外弹的趋势。而向外拉针管，拇指有被吸入针筒的趋势。为何？

首先，拇指堵住针筒口，针管属于封闭空间。用力压针管，拇指向外弹，说明针管的压强比较大，变大的原因是，气体体积变小。

向外拉针管，有被吸入针筒的趋势，是因为针管内气体体积变大，导致压强变小。

最后得出结论：

一定质量的气体，体积减小、压强增大；体积增大，压强减小。

物理知识压力和压强归纳

　　 一、压力

　　1.压力概念

　　①定义：垂直作用在物体表面上的力叫做压力

　　②产生的条件：相互接触的两个物体相互挤压。例如：静止在地上的篮球和地面间有相互挤压的作用，篮球对地面有压力;静止在竖直墙壁旁的篮球与墙壁之间没有相互挤压，所以没有压力。

　　③方向：与受力物体的支撑面垂直，并指向支撑面，由于受力物体的受力支撑面可能是水平面，也可能是竖直面，还可能是角度不同的倾斜面，因此，压力的方向没有固定指向，它可能指向任何方向，但始终和受力物体的受力面相垂直。

　　④单位：牛顿，符号：N

　　 二.压力的作用效果

　　要点诠释：压力的作用效果与压力和受力面积有关。

　　①压力的作用效果是使物体的形状发生变化。例如：坐在沙发上，人对沙发的压力使沙发向下凹;用两手挤压弹簧手对弹簧的压力会使弹簧变短。

　　②影响压力作用效果的因素

　　不同的情况下，压力作用在物体表面使物体发生的形变量常常是不同的。说明压力所产生的效果不一样，实验证明压力的.作用效果与两个因素有关：压力的大小、受力面积的大小，当受力面积相同时压力越大，压力的作用效果越显著;当压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。

　　 三、液体压强

　　(一)要点诠释：

　　1.产生原因：液体的压强是由液体所受的重力及液体具有流动性而产生的，液体的压强虽然是由液体受的重力产生的，但它的大小却与液体受的重力无关，液体对容器底部的压力不一定等于容器中的液体受到的重力，只有侧壁竖直的容器，底部受到的液体压力才等于容器内的液体所受的重力。

　　2.特点：通过实验探究发现，液体压强具有以下特点：

　　①液体对容器的底部和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。

　　②液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等。

　　③不同液体的压强还跟它的密度有关系。

　　3.液体压强计算公式：，式中P表示液体自身产生的向各个方向的压强，不包括液体受到的外加压强，单位是Pa，是液体密度，单位是 是常数，，h是液体的深度，单位是m。由公式知，液体压强与液体的密度和深度有关，与液体的重力、体积无关。当深度一定时，P与成正比，当一定时，P与h成正比。

　　液体的深度h指的是液体中被研究点到自由液面的竖直距离，即一定要从液体跟空气的分界面竖直往下测量，它不是高度，高度由下往上量的，判断出h的大小是计算液体压强的关键。

　　说明：(1)公式适用的条件为：液体。

　　(2)公式中物理量的单位为：p——Pa;——kg/m3;g——N/kg;h——m。

　　(3)从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。

　　3.连通器原理的应用

　　①茶壶：茶壶口高于茶壶盖的设计。

　　②锅炉水位计：利用连通器原理把锅炉中的水位反映到锅炉外的水位计中。

　　③自动饮水器：利用连通器原理使饮水部分水面自动升高。

　　④船闸：利用连通器原理使轮船通过水库，拦河大坝等。

　　四、大气压强

　　1、实验证明：大气压强是存在的，大气压强通常简称大气压或气压。

　　2、大气压的测量——托里拆利实验。

　　(1)实验过程：在长约1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。

　　(2)原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。

　　(3)结论：大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)。

　　(4)说明：

　　①实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空;若未灌满，则测量结果偏小。

　　②本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为10.3m

　　③将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。

　　3、标准大气压——支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。

　　标准准大气压=760mmHg=76cmHg=1.013×105Pa，可支持水柱高约10.3m

　　4、大气压的变化：大气压随高度增加而减小，大气压随高度的变化是不均匀的，低空大气压减小得快，高空减小得慢，且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。

　　5、大气压的测量：测定大气压的仪器叫气压计。气压计分为水银气压计和无液气压计。

　　大气压的应用：活塞式抽水机和离心式抽水机。

　 　五、流体压强与流速的关系

　　1、流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。

　　2、飞机的升力：机翼的上下表面存在的压强差，产生了向上的升力。

大气压力，大气压强，大气压之间有什么关系