我們的地球被幾百行米厚的大氣層包圍著,大氣由於受到重力的作用而產生大氣壓。大氣壓無處不在,一個中學生身體表面積若按計算,則身體表面要承受的壓力,這相當於200個中學生的體重。但由於人體內外的壓強相平衡的緣故,我們深受「重壓」卻全然不覺,也正是這個原因,我們常常忽略了大氣壓的存在。
在緯度為45°的海平面上,溫度為0℃時,大氣壓相當於760mmHg,通常稱為1 atm,約。
大氣壓強隨著高度不同而變化,在海拔2000米以內,每升高10米,大氣壓大約減小111Pa。大氣壓還與氣候、天氣情況等有關,一般情況下,冬天氣壓比夏天高,晴天氣壓比陰天高。
把帶有吸盤的塑料掛鈎壓在很平的牆壁上,就可以用它掛東西;活塞式、離心式抽水機能把低處的水抽到高處;擠出鋼筆管中的空氣,放手後墨水吸入鋼筆管;用高壓鍋很容易把食物煮爛;茶水蓋上開一個小孔,水才容易倒出來;還有高壓鍋爐、農用噴霧器、用吸管吸飲料、注射器針管吸藥液等等,都與大氣壓有關。
例1 茶几的每個吸盤的有效面積為,問當四條腿的總質量最多為多少千克時,抬起茶几而腿不會脫落?(大氣壓按一個標準大氣壓計算,g取10N/kg)
解: F=pS=,
例2 房頂的面積是,當颱風經過時房頂上的氣壓減小到,求房頂受到的合力大小及方向?(房內氣壓按計算)
解:
方向向外
例3 高壓鍋鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔,空心柱上戴著一個帽子為限壓閥,當高壓鍋內氣體的壓強超過安全值時,鍋內氣體就會衝開限壓閥,跑出一部分氣體,使鍋內的氣體壓強減小。現有一個直徑為24cm,空心柱小孔的橫截面積為,限壓閥的質量為100g的高壓鍋,要用它來煮飯,若當時的大氣壓為,問:
(1)此高壓鍋內氣體能達到的最大壓強為多少?
(2)經商品質量檢測部門檢測,此高壓鍋內氣體的最大壓強不能超過,要使此高壓鍋能繼續安全使用,應配一個質量為多大的限壓閥?(g取10N/kg)
解: (1)
例4 如圖是鍋爐上的保險閥,當閥門受到蒸汽的壓強超過安全值時,閥門被頂開,蒸汽跑出一部分,使鍋爐內的壓強減小,已知槓桿質量可以忽略不計,OA:AB=1:3,閥門的面積是,要保持鍋爐內、外氣體的壓強差是1.2,試求應將質量為多大的重物掛在槓桿的B點?(g取10N/kg)
解 :
所以G=9N
此題「鍋爐內、外氣體的壓強差」一句,說明閥門A處受到的壓強是。
例5 小明的爸爸是個潛水員,小明從他爸爸的潛水記錄中看到如下一組數據,小明用學過的物理知識進行計算,發現計算結果與他爸爸的記錄有很大差別,這是為什麼?
解: 地球周圍的一切物體都要受到大氣壓的作用,由於液體可以傳遞壓強,所以水中的物體也受到大氣壓的作用。潛水員在水面下測得的壓強值,應是水的壓強和大氣壓強之和。