标准大气压介绍 大气压受多方面的影响

2018-04-01
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文章简介:标准大气压,在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,是压强的单位,记作atm.化学中曾一度将标准温度和压力(STP)定义为0°C(273.15K)及101.325kPa(1atm),但1982年起IUPAC将"标准压力"重新定义为100 kPa. 1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱.1标准大气压=101325 N/㎡.(在计算中通常为 1标准大气压=1.01×10^5 N/㎡).100kPa=0.1MPa 折叠

标准大气压,在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,是压强的单位,记作atm。化学中曾一度将标准温度和压力(STP)定义为0°C(273.15K)及101.325kPa(1atm),但1982年起IUPAC将“标准压力”重新定义为100 kPa。

1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱。1标准大气压=101325 N/㎡。(在计算中通常为 1标准大气压=1.01×10^5 N/㎡)。100kPa=0.1MPa

折叠换算

1标准大气压=760mm汞柱=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱。1标准大气压=101325 N/㎡=101324.99966284帕斯卡

。(在计算中通常为 1标准大气压=1.013×10?)。

折叠基本信息

标准大气压,在标准大气条件下海平面的气压,其值为101.325kPa,是压强的单位,记作Pa。

影响因素

大气压的变化还跟天气有关。在不同时间,同一地方的大气压并不完全相同。我们知道,水蒸气的密度比空气密度小,当空气中含有较多水蒸气时,空气密度要变小,大气压也随着降低。一般说来,阴雨天的大气压比晴天小,晴天发现大气压突然降低是将下雨的先兆;而连续下了几天雨发现大气压变大,可以预计即将转晴。另外,大气压的变化跟温度也有关系。因气温升高时空气密度变小,所以气温高时大气压比气温低时要小些

大气压不是固定不变的。为了比较大气压的大小,在1954年第十届国际计量大会上,科学家对大气压规定了一个“标准”:在纬度45°的海平面上,当温度为0℃时,760mm高水银柱产生的压强叫做标准大气压。既然是“标准”,在根据液体压强公式计算时就要注意各物理量取值的准确性。从有关资料上查得:0℃时水银的密度为13.595×103kg/m^3,纬度45°的海平面上的g值为9.80672N/kg。于是可得760mm高水银柱产生的压强为

P水银=ρ水银gh

=13.595×10^3kg/m3×9.80672N/kg×0.76m

=1.01325×10^5Pa。

这就是1标准大气压的值,记为1atm。

国家标准GB1920-80 标准大气(30公里以下部分)规定:选取1976年美国标准大气,其30公里以下部分作为我国国家标准,30公里以上部分可参考使用。标准重力加速度g=9.80665 N/kg,海平面绝对温度T=288.150 K,海平面空气密度ρ=1.2250 kg/m^3。

在最近的科学工作中,为方便起见,有另外将1标准大气压定义为100kPa的,记为1bar。故现在提到标准大气压,也可以指100kPa。

温度、湿度与大气压强的关系:湿度越大大气压强越小。

初中物理老师告诉我们:“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)。而对相同状况下的干空气与湿空气来说,由于干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很详细啊。

大气压一般表示为:1.01×10*5。

家用高压锅压力一般在1.7×10*5(114C),或兼带1.5×10*5(110C)、1.3×10*5(106C)。

在不同的季节,不同的气候条件和地理位置等条件下,地球上方大气压的值有所不同。本文择取大气压的五种主要变化,做一些分析讨论,供参考。

折叠随地势高低的变化

从微观角度看,决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密度n;二是气体的热力学温度T。在地球表面随地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度也降低。所以在地球表面,随地势高度的增加,大气压的数值是逐渐减小的。如果把大气层的空气看成理想气体,我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式如下:

μ=p0gh/RT (μ为空气的平均摩尔质量,P0为地球表面处的大气压值,g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量,T为大气热力学温度,h为气柱高度)

由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一次要因素的影响时,大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示。在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加而线性减小;在2km以外,大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内,可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱。

折叠随地理纬度的变化

地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽。人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽较少的空气叫“干空气”。有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的。干空气的平均分子量为28.966,而水气的分子量只有18.106,所以含有较多水汽的湿空气的密度要比干空气小。即在相同的物理条件下,干空气的压强比湿空气的压强大。 在地球表面,由赤道到两极,随地理纬度的增加,一方面由于地球的自转和极地半径的减小,地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低,所以空气中的水汽较少,可近似看成干空气,所以由赤道向两极,随地理纬度增加,大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)。