气压
grxlj · 2009-03-05 19:12 · 24270 次点击
气压atmosphericpressure见气象要素。
气压
atmosphericpressure
在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。
气压的大小与海拔高度、大气温度、大气密度等有关,一般随高度升高按指数律递减。气压有日变化和年变化。一年之中,冬季比夏季气压高。一天中,气压有一个最高值、一个最低值,分别出现在9~10时和15~16时,还有一个次高值和一个次低值,分别出现在21~22时和3~4时。气压日变化幅度较小,一般为0.1~0.4千帕,并随纬度增高而减小。气压变化与风、天气的好坏等关系密切,因而是重要气象因子。通常所用的气压单位有帕(Pa)、毫米水银柱高(mm·Hg)、毫巴(mb)。它们之间的换算关系为:100帕=1毫巴≈3/4毫米水银柱高。气象观测中常用的测量气压的仪器有水银气压表、空盒气压表、气压计。101.325千帕的气压,称为标准大气压,它相当于在重力加速度为9.80665米/秒2,温度为0℃时760毫米垂直水银柱高的压力。
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气压是气体对某一点施加的流体静力压强。
在地球上,其来源是大气层中空气的重力。在高处之上的大气层比较薄,那里的空气重力比低处要小,因此在高处的气压比在低处要低。比如在高山上气压比在海平面上要低。
气压的国际单位是帕斯卡(或简称帕,符号是Pa)。在一般气象学中人们用百帕斯卡(hPa)作为单位。测量气压的仪器叫气压表。除了国际单位外气压还有两个常用的单位:巴(bar,1bar=1000hPa)和毫米水银柱。在海平面的平均气压约为1013.25百帕斯卡(760毫米水银柱),这个值也被称为标准大气压。
气压的地区差别是气象变化的直接原因之一。气压是天气预报的一个重要的变量。
历史
由馬德堡半球實驗发现,并由托里切利實驗第一次成功测量。
补充
气压
atmosphericpressure
在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。
气压的大小与海拔高度、大气温度、大气密度等有关,一般随高度升高按指数律递减。气压有日变化和年变化。一年之中,冬季比夏季气压高。一天中,气压有一个最高值、一个最低值,分别出现在9~10时和15~16时,还有一个次高值和一个次低值,分别出现在21~22时和3~4时。气压日变化幅度较小,一般为0.1~0.4千帕,并随纬度增高而减小。气压变化与风、天气的好坏等关系密切,因而是重要气象因子。通常所用的气压单位有帕(Pa)、毫米水银柱高(mm·Hg)、毫巴(mb)。它们之间的换算关系为:100帕=1毫巴≈3/4毫米水银柱高。气象观测中常用的测量气压的仪器有水银气压表、空盒气压表、气压计。101.325千帕的气压,称为标准大气压,它相当于在重力加速度为9.80665米/秒2,温度为0℃时760毫米垂直水银柱高的压力。
补充
地球的周围被厚厚的空气包围着,这些空气被称为大气层。空气可以向水那样自由的流动,同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有压强,这个压强被称为大气压。1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,这让人们对大气压有了深刻的认识,但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后意大利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入,是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在标准状态下为1.01×105Pa
1标准大气压=760毫米汞柱=76厘米汞柱=1.013×105帕斯卡=10.336米水柱。
标准大气压值及其变迁
——张计怀
标准大气压值的规定,是随着科学技术的发展,经过几次变化的。最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压,其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定,它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g值也随纬度而变化。
为了确保标准大气压是一个定值,1954年第十届国际计量大会决议声明,规定标准大气压值为
1标准大气压=101325牛顿/米2
大气压的变化
温度、湿度与大气压强的关系
湿度越大大气压强越大
初中物理告诉我们:“大气压的变化跟天气有密切的关系.一般地说,晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高.”对这段叙述,就是老师也往往不易说清,笔者认为,这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题.今谈谈自己的初步认识.
我们通常所称的大气,就是包围在地球周围的整个空气层.它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外,还含有水汽和尘埃.我们把含水汽很少(即湿度小)的空气称“干空气”,而把含水汽较多(即湿度大)的空气称“湿空气”.不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻.其实,干空气的分子量是28.966,而水汽的分子量是18.016,故干空气分子要比水汽分子重.在相同状况下,干空气的密度也比水汽的密度大.水汽的密度仅为干空气密度的62%左右.
应当说,由于大气处于地球周围的一个开放空间,而不存在约束其运动范围的具体疆界,这就使它跟处于密闭容器中的气体不同.对一个盛有空气的密闭容器来说,只要容器中气体未达到饱和状态,那么,当我们向容器中输入水汽的时候,气体的压强必然会增加.而大气的情况则不然.当因自然因素或人为因素使某区域中的大气湿度增大时,则该区域中的“湿空气”分子(包括空气分子和水汽分子)必然要向周围地区扩散.其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小,而水汽含量又比周围地区大.这犹如在大豆中掺入棉籽时其混合体密度要小于大豆密度一样,所以该区域的湿空气密度也就小于其它地区的干空气密度.这样,对该区域的一个单位底面积的气柱而言,其重量也就小于其它干空气地区同样的气柱这也就告诉我们,大气压随空气湿度的增大而减小.就阴天与晴天而言,实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大,因而阴天的大气压也就比晴天小.
我们知道,气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因.因而对大气压随空气湿度而变化的问题,我们也可以由此作出解释,根据气体分子运动的基本理论,气体分子的平均速率:
则气体分子的平均动量(仅考虑其大小)
由此可见,平均质量大的气体分子,其平均动量也大(有的文献①中所言:“干空气的平均速度也大于湿空气”,是不正确的).而对相同状况下的于空气与湿空气来说,由于于空气中的气体分子密度及分子的平均质量都比湿空气要大,且干空气分子的平均动量也比湿空气大,因而湿度小的干空气压强也就比湿度大的湿空气大.
当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候,则其压强当然也会增大.而对大气来说情况就不同了.当某一区域的大气温度因某种因素而升高时,必将引起空气体积的膨胀,空气分子势必要向周围地区扩散.温度高,气体分子固然会运动得快些,这将成为促进压强增大的因素.但另一方面,随着温度的升高,气体分子便向周围扩散,则该区域内的气体分子数就要减少,从而形成一个促使压强减小的因素.而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果.至于这两种因素中哪个起主要作用,我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况.我们说,夏季大陆上气温比海洋上高,由于大陆上的空气向海洋上扩散,而使大陆上的气压比海洋上低;冬季大陆气温比海洋上低,由于海洋上空气要向大陆上扩散,又使大陆上气压比海洋上高.而由此可见,在温度变化和分子扩散两个因素中,扩散起着主要的、决定性的作用.应当指出,这里所说的扩散,是指空气的横向流动.因为由空气的纵向流动并不能改变竖直气柱的重量(有的文献②把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果,这是不妥的),因而也就不能改变大气的压强(对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略).
由于地球上的大气总量是基本上恒定的.当一个地区的气温增加时,往往伴随着另一个地区温度的降低,这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能.而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低.当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时,南半球却是接受太阳热量最少的严冬.这时,由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低.而由于大气总量基本不变,则此时北半球的气压就低于标准大气压,南半球的气压当然也就会高于标准大气压.同样,空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压.因而,在北半球,冬季的大气压就会比夏季要高.当然,大气压的变化是很复杂的,但对中学课本上的说法作上述解释还是可以的
补充
标准大气压值的规定,是随着科学技术的发展,经过几次变化的。最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压,其值大约相当于76厘米汞柱高。后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定,它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定76厘米汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现76厘米汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g值也随纬度而变化。
为了确保标准大气压是一个定值,1954年第十届国际计量大会决议声明,规定标准大气压值为
1标准大气压=101325牛顿/米2
《教学参考资料》初中物理第一册
标准大气压(QNE):是指在标准大气条件下海平面的气压。其值为1013.2百帕(或760毫米汞柱高或29.92英寸汞柱高)。
即“大气压”(379页)。
压强的一种常用单位,1标准大气压等于1,013.25百帕。
又称“大气压强”,简称“气压”。与大气接触的面上所受到的气体分子的压强。单位用百帕表示。随高度升高而降低,如高山顶上的大气压比山脚下要低。在同一高度的大气压,气温低,密度大,大气压就高;反之,大气压就低。