氣體壓強

氣體壓強

氣壓泛指氣體對某一點施加的流體靜力壓強,氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續的、無規則撞擊產生的。

根據理想氣體定律pv=nRT:氣體壓強的大小與氣體的量(n)、氣體的溫度(T)成正比,與氣體的體積(v)成反比 R為通用氣體常量

基本介紹

  • 中文名:氣體壓強
  • 外文名:Gas pressure
定義,套用,

定義

氣壓泛指氣體對某一點施加的流體靜力壓強,氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續的、無規則撞擊產生的。
根據理想氣體定律pv=nRT:氣體壓強的大小與氣體的量(n)、氣體的溫度(T)成正比,與氣體的體積(v)成反比 R為通用氣體常量,約為8.31441±0.00026J/(mol·K)
大氣壓
大氣壓是指地球上某個位置的空氣產生的壓強。地球表面的空氣受到重力作用,由此而產生了大氣壓強.地球上面的空氣層密度不是相等的,靠近地表層的空氣密度較大,高層的空氣稀薄,密度較小.大氣壓強既然是由空氣重力產生的,高度大的地方,它上面空氣柱的高度小,密度也小,所以距離地面越高,大氣壓強越小.通常情況下,在2千米以下,高度每升高12米,大氣壓強降低1毫米水銀柱.
氣體和液體都具有流動性,它們的壓強有相似之處、大氣壓向各個方向都有,在同一位置各個方向的大氣壓強相等.但是由於大氣的密度不是均勻的,所以大氣壓強的計算不能套用液體壓強公式.
大氣壓的產生原因
地球周圍包著一層厚厚的空氣,它主要是由氮氣、氧氣、二氧化碳、水蒸氣和氦、氖、氬等氣體混合組成的,通常把這層空氣的整體稱之為大氣.它上疏下密地分布在地球的周圍,總厚度達1000千米,所有浸在大氣里的物體都要受到大氣作用於它的壓強,就像浸在水中的物體都要受到水的壓強一樣.
大氣壓產生的原因可以從不同的角度來解釋.課本中主要提到的是:空氣受重力的作用,空氣又有流動性,因此向各個方向都有壓強.講得細緻一些,由於地球對空氣的吸引作用,空氣壓在地面上,就要靠地面或地面上的其他物體來支持它,這些支持著大氣的物體和地面,就要受到大氣壓力的作用.單位面積上受到的大氣壓力,就是大氣壓強;第二,可以用分子運動的觀點解釋.因為氣體是由大量的做無規則運動的分子組成,而這些分子必然要對浸在空氣中的物體不斷地發生碰撞.每次碰撞,空氣分子都要給予物體表面一個衝擊力,大量空氣分子持續碰撞的結果就體現為大氣對物體表面的壓力,從而形成大氣壓.若單位體積中含有的分子數越多,則相同時間內空氣分子對物體表面單位面積上碰撞的次數越多,因而產生的壓強也就越大.
氣體壓強
利用分子運動論的觀點可以解釋:為什麼大氣層不均勻分布,能造成大氣壓下高上低的現象.
大氣壓強與高度的關係
實驗表明,在海撥2000米以內,每升高12米,大氣壓就降低一毫米汞柱,約133帕。利用這一特點,在海撥2000米以內,測出某地的大氣壓值,可計算某地的海撥高度。
大氣壓強的相關實驗
馬德堡半球實驗證明了大氣壓強的存在。
托里拆利實驗測出了大氣壓強的具體數值.,在長約1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然後倒插在水銀槽中,放開堵管口的手指時,管內水銀面下降一些就不再下降,這時管內外水銀面的高度差為760mm.
管內留有760mm高水銀柱的原因正是因為有大氣壓的存在.由液體壓強的特點可知,水銀槽內液體表面的壓強與玻璃管內760毫米水銀柱下等高處的壓強應是相等的.水銀槽液體表面的壓強為大氣壓強,由於玻璃管內水銀柱上方是真空的,受不到大氣壓力的作用,管內的壓強只能由760mm高的水銀柱產生.因此,大氣壓強跟760毫米高水銀產生的壓強相等.
通常情況下,表示氣體壓強的常用單位有帕斯卡、毫米水銀柱(毫米汞柱)、厘米水銀柱(厘米汞柱)、標準大氣壓,它們的符號分別是pa、mmhg、cmhg、atm.
液體的沸點與氣壓的關係
實驗表明,一切液體的沸點,都是氣壓減小時降低,氣壓增大時升高,同種液體的沸點不是固定不變的.說水的沸點是100℃必須強調是在標準大氣壓下.
由於氣壓隨高度減小,所以水的沸點隨高度降低,例如:海拔1000米處水沸點約97℃,3千米處約91℃,在海拔8844米的珠穆朗瑪峰頂,水在72℃就可以沸騰,因而在高山上燒飯要用不漏氣的高壓鍋,鍋內氣壓可以高於標準大氣壓,使水沸點高於100℃,不但飯熟得快,還可以節省燃料.

套用

活塞式抽水機
離心式水泵
虹吸現象自動引水
鍋爐中的自動限壓閥及壓力鍋上的自動限壓閥

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