免費下載!
[!--downpath--]大氣浮力的大小由氣溫、濕度和天氣變化有關。
溫度越大大氣浮力越大。因為大氣處于月球周圍的一個開放空間,大氣壓隨空氣溫度的減小而降低.就晴天與陰天而言,實際上也就是晴天的空氣溫度比陰天要大,因此晴天的大氣壓也就比陰天?。?span style="display:none">8yJ物理好資源網(原物理ok網)
我們曉得,二氧化碳分子的“碰撞”是形成二氧化碳浮力的根本緣由.因此對大氣壓隨空氣溫度而變化的問題,我們也可以由此做出解釋,按照二氧化碳分子運動的基本理論,二氧化碳分子的平均速度:
則二氧化碳分子的平均動量(僅考慮其大?。?span style="display:none">8yJ物理好資源網(原物理ok網)
由此可見,平均質量大的二氧化碳分子,其平均動量也大(有的文獻①中所言:“干空氣的平均速率也小于濕空氣”,是不正確的).而對相同狀況下的于空氣與濕空氣來說,因為于空氣中的二氧化碳分子密度及分子的平均質量都比濕空氣要大,且干空氣分子的平均動量也比濕空氣大,因此溫度小的干空氣浮力也就比溫度大的濕空氣大.
因為月球上的大氣總數是基本上恒定的.當一個地區的溫度降低時,常常伴隨著另一個地區氣溫的增加,這就為低溫處的空氣向高溫處擴散帶來了可能.而擴散的結果往往是低溫處的氣壓比高溫處低.當我們生活的北半球是接受太陽熱量最多的夏日時,南半球卻是接受太陽熱量最少的寒流.這時,因為北半球的空氣要向南半球擴散而使北半球的氣壓較南半球要低.而因為大氣總數基本不變,則此時北半球的氣壓就高于標準大氣壓,南半球的氣壓其實也都會低于標準大氣壓.同樣,空氣的反方向擴散又會使北半球夏季的氣壓低于標準大氣壓.因此,在北半球,夏季的大氣壓都會比冬季要高.
知識點精析
1、大氣的浮力
(1)大氣浮力的存在
①大氣浮力定義:大氣對浸在它上面的物體的浮力稱作大氣浮力。簡稱大氣壓或氣壓。
②大氣浮力形成的緣由:空氣因受重力作用而形成浮力。對此大氣壓強的大小與海拔高度,我們可以對比理解:固體浮力是因為壓力作用而形成的,液體浮力是因為液體受重力作用而形成的,空氣也受重力作用,同樣形成浮力。
③大氣浮力存在例子:
實驗一:模擬馬德堡半球實驗。
兩個皮碗口對口擠壓,之后雙手使勁往外拉,發覺要用較大的力能夠拉開。
馬德堡半球實驗和模擬實驗的共同點是:將金屬球內和皮碗內的空氣抽出或擠出,使金屬球內和皮碗內空氣的浮力減少,而外界的大氣浮力就把它們緊緊地壓在一起,要用較大的力能夠拉開,這就有力證明了大氣浮力的存在。
實驗二:“瓶吞蛋”實驗。
如圖3-59所示,用剝了殼的熟鴨蛋擋住廣口瓶口,實驗前用手輕輕使勁,不能將豬肉完整地壓入瓶內。再將燃起的棉簽扔入裝有細沙(避免燒裂瓶底)的瓶中,迅速將該熟鴨蛋堵住瓶口,待火熄滅后,觀察到豬肉“嘣”的一聲掉進瓶內。
上述實驗,因為棉花燃燒使瓶內氣壓增加,當瓶內浮力大于瓶外大氣浮力時,豬肉在大氣浮力的作用下,被壓入瓶內。
實驗三:“覆杯實驗”
如圖3-60大氣壓強的大小與海拔高度,玻璃杯內裝滿水,用硬紙片遮住玻璃杯口,用手按住,并倒置過來,放手后,整杯水被紙片托住,紙片不掉出來。
該實驗玻璃杯內裝滿水,排出了空氣,杯內的水對紙片向上的浮力大于大氣對紙片向下的浮力,因此紙片不掉出來。
④大氣浮力的特征:
剖析上述三個實驗,不難理解大氣浮力存在問題。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大氣豎直向上有浮力,“覆杯實驗”表明大氣向下有浮力。再觀察如圖3-61所示,漸漸向各個方向轉動,硬紙片仍不掉出來,表明大氣向各個方向都有浮力。從而顯示出大氣浮力的特征:大氣向各個方向都有浮力。
2、大氣浮力的大小
①實驗啟示:
由圖3-62(1),大氣壓托起杯內的火柱,若求出了火柱的浮力即知大氣壓的大小。如圖3-62(2)除去硬紙片,把盛滿水的瓶子倒扣在水槽中發覺杯中的水仍不下落,換成3-62(3)更長一些試管綠色水仍不下落。關鍵:找尋能托起最高火柱形成的浮力,即等于大氣浮力的大小。
因為p氣=p水=ρ水gh水,而ρ水太小,需h水很大,玻璃管的寬度有限,改用減小ρ液,減少h液的方式,取ρ液很大的液體——水銀來測大氣壓的大小。
②托里拆利實驗:
方式:先在長約1米,一端封閉的玻璃管中裝滿水銀,用手掌按住管口;將玻璃管倒立在水銀槽中;玻璃管倒立在水銀槽內后,水銀柱的變化是:先增長,達到一定的高度后停止增長,由管側的刻度尺讀出管內外水銀而的高度差約760mm。如圖3-63。當玻璃管傾斜時,水銀柱的寬度其實減小,但豎直高度不變。
剖析:甲。此時管內水銀柱上方沒有空氣,是真空,對管內水銀柱沒有浮力。乙。管內水銀柱不再下落是靠槽內水銀面遭到的大氣浮力托住了。丙。760mm水銀柱的浮力與大氣浮力大小應相等,也就是大氣浮力跟760mm高水銀柱形成的浮力相等。
估算:p大氣=p水銀=ρ水銀gh水銀
=13.6×103千克/米×9.8×0.76米
=1.01×105帕≈105帕。
即大氣浮力的值約為105帕。
指責:人的雙手面積約50分米2,由此可估算出作用在手腕上的大氣壓力約500牛,相當于一個質量50千克的人站在手臂上形成的壓力。但為何我們并沒有倍感這么大的大氣壓力呢?我們人體在大氣中承受著強悍的大氣壓力作用,為何沒有被壓癟呢?
我們再做如圖3-64的實驗,取一個帶閥的空涂料桶,讓一個朋友站在桶上壓一壓,不會發生任何形變。將球閥接抽氣機抽出桶內空氣,將發覺涂料桶逐步變癟了??梢?,巨大的大氣壓力確實存在。因為我們人體內部有二氧化碳浮力,與外部大氣壓互相抵消。否則,我們的命運將與這個涂料桶一樣。
3、大氣壓的變化
(1)大氣壓隨高度降低。
大氣壓是因為大氣層遭到重力作用而形成的。我們在地理課中已學過,大氣層的結構,越到高空大氣越黏稠,那兒的大氣浮力越小。
課本圖3-65表示出了大氣壓隨高度變化的情況和不同高度處的大氣壓值,反之,若曉得某高度處的氣壓值,也就曉得該處的實際高度。所以客機飛行的高度、登山運動員所處高度就是通過測所在處的氣壓值而確定的。
由圖還可以看出大氣壓隨高度的變化是不均勻的。在海平面至3千米高度之間,每下降1千米,大氣壓值約減少104帕,3千米以上,每下降1千米,大氣壓值減少量逐步變小。
(2)標準大氣壓:
因為大氣壓不但隨高度變化,在同一地點也不是固定不變的,為了研究問題時便捷統一,一般把等于760毫米水銀柱的大氣壓叫標準大氣壓。
1標準大氣壓=1.01325×105帕。
1標準大氣壓的值在通常估算中常取1.01×105帕,簡略估算中還可取105帕。
(3)沸點隨氣壓改變:
停止沸騰的水,氣壓降低時會發生哪些現象
如課本圖3-66所示,燒杯中的水沸騰后移去酒精燈,水停止沸騰,待溫度增加一些后將大注射器接到燒瓶口上,向外拉注射器,可以看見,燒杯內的水又開始沸騰。
這表明:氣壓降低時水的沸點增加。
反之:氣壓下降時水的沸點下降。