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第八章 压强
第三节 空气的“力量”
活动体验1:覆杯实验。
①将硬塑料片平放在平口塑料杯杯口,用手按住,并倒置过来,放手后看到什么现象?
放手后,硬塑料片落下。
②当平口杯装满水的时候,盖住杯口,用手按住,再次倒置过来,放手后看到什么现象?
塑料片不掉,水也不会流出来。
纸片不掉下来是什么原因?
1、将杯子倒满水
2、盖上硬纸片
3、倒过来,纸片没有掉下来
硬纸片和水受重力作用没下落
必受向上的力且该力的施力物体只能是大气
大气存在压强
硬塑料片受重力作用,还受到水向下的压力作用,但塑料片并没有下落,说明它一定受到向上的力的作用。这个力的施力物体只能是大气,证明大气存在压强。
压力
受力分析
再慢慢把杯口向各个方向转一圈,又看什么现象?
把杯口慢慢转向各个方向,塑料片也不会掉落,水也不会流出来。
说明:大气向各个方向都存在压强。
大气压强产生原因
液体压强产生原因:
液体受重力且具有流动性。
那么,大气压强产生的原因是什么呢?
我们知道大气具有流动性,那么大气是否受到重力呢?
了解一下“大气的重”
地球大气层气体的总质量约为5.136×1015吨,
即5136000000000000吨。
约5座喜马拉雅山脉
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
大气压强
(1)大气向各个方向都有压强。
(2)在同一高度向各个方向的压强都相等。
马德堡半球实验:首次证明大气压的存在。
1654年,马德堡市长奥托·冯·格里克听到托里拆利的事,又听说还有许多人不相信大气压强;还听到有少数人在嘲笑托里拆利。他为托里拆利抱不平,设计这个实验。
球体内部没有气体,也就没有向外的压强(压力),外部有大气,对半球的四周表面有压强,所以是大气压强(压力)把两个半球紧紧压在一起。
马德堡半球实验的解释
马德堡半球实验,证明大气存在压强并且很大。
p大气压
p大气压
p大气压
p大气压
一切吸液体的过程都是靠大气压将液体“压”的过程。
大气压的应用
吸饮料
针管吸药液
钢笔吸墨水
饮料是怎么被吸上来的?
分析:
吸掉管内空气
内部气压降低
饮料被大气压“压”向嘴里
塑料吸盘能吸在光滑的墙上,即使挂上重物也不能掉落。吸盘为什么会吸在光滑的墙壁上。
排尽吸盘内的空气,在大气压作用下把吸盘紧压在墙面。
吸尘器
垃圾清扫车
“拔火罐”
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
活塞式抽水机
提水的过程
出水及吸水过程
首次测出大气压的大小——托里拆利实验
实验器材:
水银,1米以上的长玻璃管,水银槽,一米的刻度尺
实验步骤:
(1)一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排出空气;
(2)用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里,待开口端全部浸入水银槽内时放开手指;
(3)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。
为什么水银柱降到760mm后不再继续下降?
因为是玻璃管外部的大气压强支持着水银柱,大气压强等于管内水银柱的压强,处于平衡状态。
原理分析
也就是说此时大气压强跟760毫米高水银柱产生的压强相等。即:
P大气压=ρ水银g h
=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m
=1.013×105 Pa
粗略计算时可取标准大气压为1×105 Pa
实验拓展:
(1)水银柱高度指管内外水银面的竖直高度差,不是指倾斜时水银柱的长度
(2)撑起水银柱的高度与玻璃管的粗细、水银槽内水银的多少、管口向上提或向下按、玻璃管是否倾斜等都无关,只与外界大气压有关,大气压也大,则撑起的高度越高。
(3)若玻璃管内混有少量空气,则水银柱的高度小于760mm,所测的大气压值偏小。
大气压很大,
为什么没有
把房子压塌?
因为房子内也有大气,房子内外受到大气的压力相等,方向相反,所以房子不会被压塌内有空气。
气压计
【直接测量工具】
水银气压计
金属盒气压计
大气压由于大气受重力而产生,因为海拔越高,空气越稀薄,空气密度变小,大气重力变小,因此大气压就会降低。
大气压随海拔高度的升高而减小。
当离开地面的高度达到100千米时,大气就变得极其稀薄了。
大气压的变化:
大气压强还跟天气的变化有关,一般来说,晴天大气压比阴雨天高,冬天比夏天高。
液体的沸点与大气压的关系:液体沸点随大气压的增大而升高。
在我国的青藏高原,大部分地区水的沸点仅为84~87℃。有的哨所海拔五千多米,水的沸点在70℃左右 ,这样的温度,连面条也煮不熟。
高压 锅把水紧密地封闭起来,水受热蒸发产生的水蒸气不能扩散到空气中,只能保留在高压锅内,就使高压锅内部的气压高于1个大气压,水的沸点升高,要在高于100℃时才沸腾,这样高压锅内部就形成高温高压的环境,饭就容易很快做熟了,并且相当酥烂。
家用高压锅使用温度
大约为110~120℃。
高压锅的原理
高原边防哨所战士
用压力锅煮面条。