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八上科學物理專題——大氣壓強
大氣壓力（atmospheric pressure）是地球表面覆蓋有一層厚厚的由空氣組成的大氣層，在大氣層中
的物體，都要受到空氣分子撞擊產生的壓力。
也可以認為，大氣壓力是大氣層中的物體受大氣層自身重力產生的作用于物體上的壓力。
大氣壓力的產生是地球引力作用的結果，由于地球引力，大氣被“吸”向地球，因而產生了壓力，靠近
地面處大氣壓力最大。氣象科學上的氣壓，是指單位面積上所受大氣柱的重量（大氣壓強），也就是大氣
柱在單位面積上所施加的壓力。
氣壓無時無刻不在變化。在通常情況下，每天早晨氣壓上升，到下午氣壓下降；每年冬季氣壓最高，
每年夏季氣壓最低。但有時候，如在一次寒潮影響時，氣壓會很快升高，但冷空氣一過氣壓又慢慢降低。
大氣壓強（簡稱大氣壓或氣壓）是指大氣對浸在它里面的物體產生的壓強。
1654 年格里克在德國馬德堡做了著名的馬德堡半球實驗，有力地證明了大氣壓強的存在，[1]這讓人
們對大氣壓有了深刻的認識。
然而早在 1643 年，意大利科學家托里拆利就在一根 1 米長的細玻璃管中注滿 水銀（汞）倒置在
盛有水銀的水槽中，發現玻璃管中的水銀大約下降到 760 毫米高度后就不再下降了。這 760 毫米刻度之
上的空間無空氣進入，是真空。托里拆利據此推斷大氣的壓強就等于水銀柱產生的壓強，這就是著名的托
里拆利實驗。標準大氣壓為： 1.013×10^5Pa（帕斯卡），等于 760mm 汞柱產生的壓強。
大氣會從各個方向對處于其中的物體產生壓強，大氣壓強簡稱為大氣壓。測量大氣壓的儀器叫做氣
壓計，常見的有水銀氣壓計。一 標準大氣壓（1atm）= 760 毫米汞柱（mmHg）。
液體壓強計算公式：p=ρgh
地面上 標準大氣壓約等于 760 毫米高 水銀柱產生的壓強。由于測量地區等條件的影響，所測數值
不同。
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 大氣層．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于它的壓強，就像浸在水中的物體都要受到水的壓強。
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。講得細致一些，由于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，氣體分子都要給
予物體表面一個沖擊力，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。
利用 分子運動論的觀點可以解釋：為什么大氣層不均勻分布，能造成大氣壓下高上低的現象。
標準大氣壓強
大氣壓強不但隨高度變化，在同一地點也不是固定不變的，通常把 1.01325×10^5 Pa 的大氣壓強叫
做標準大氣壓強。它大約相當于 760mm 水銀柱所產生的壓強。標準大氣壓也可以叫做 760mm 水銀柱大
氣壓。.
標準大氣壓強的值在一般計算中常取 1.013×10^5 Pa（101KPa），在粗略計算中還可以取作 10^5Pa
（100KPa）。
大氣壓強與海拔高度
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．
在海拔 3000m 之內，每上升 10m 大氣壓強約減小 100Pa，在海拔 2000m 之內,每上升 12m 大氣壓
強約減小 1mmHg。
地面上空氣的范圍極廣，常稱“大氣”。離地面 200 公里以上，仍有空氣存在。雖其密度很小，但如此
高的大氣柱作用于地面上的 壓強仍然極大。人體在大氣內毫不感覺受到氣壓的壓迫，這是因為人體的內
外部同時受到氣壓的作用且恰好都相等的緣故。
氣體壓強與體積的關系
這里所說的 氣體壓強并不是指大氣壓強，而是指一定質量的氣體的壓強.
由于氣體的壓強實質上是大量的做無規則運動的氣體分子與容器壁不斷碰撞而產生的，因此當其他
條件不變的情況下，氣體體積減小會使氣體分子與容器壁碰撞的次數增多而使壓強增大.
在溫度不變時，一定質量的氣體體積越小，壓強越大；體積越大，壓強越小.
打氣筒就是利用這一原理制成的.
密閉容器內氣體壓強的影響因素
一定量的密閉氣體，其壓強與其體積、溫度等因素有關，具體可以表示為：PV=nRT；其中 P 表示
氣體壓強，V 表示氣體總體積，n 表示氣體所含分子量，R 為常量，T 為氣體的溫度。由此也可印證，“在
溫度不變時，一定質量的氣體體積越小，壓強越大；體積越大，壓強越小。
沸點與大氣壓的關系
實驗表明，一切液體的沸點，都是氣壓減小時減小，氣壓增大時增大，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．
由于氣壓隨高度降低，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 8844.43 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，鍋內氣壓可以高于標準大氣壓，使水沸點高于 100℃，不但飯熟得快，還可以節省燃料。
流體壓強與流速的關系
流體壓強與流速的關系：在氣體和液體中，流速越大的位置壓強越小（即 伯努利原理）。 飛機的升
力：機翼上方的空氣流速大，壓強小；下方的空氣流速小，壓強大，這一壓強差產生 壓力差，使飛機獲
得豎直向上的升力。
活塞式抽水機是利用活塞的移動來排出空氣，造成內外氣壓差而使水在氣壓作用下上升抽出，當活
塞壓下時，進水閥門關閉而排氣閥門打開；當活塞提上時，排氣閥門關閉，進水閥門打開，在外界大氣壓
的作用下，水從進水管通過進水閥門從上方的出水口流出．這樣活塞在圓筒中上下往復運動，不斷地把水
抽出來．
離心式水泵 的工作原理
水泵在起動前，先往泵殼內灌滿水，排出泵殼內的空氣。當起動后，葉輪在電動機的帶動下高速旋
轉，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉，由于離心力的作用而被甩入出水管中。這時葉輪附近的壓強減小，大
氣壓使低處的水推開底閥，沿進水管泵殼，進來的水又被葉輪甩入出水管，這樣一直循環下去，就不斷把
水抽到了高處．
活塞式抽水機和 離心泵，都是利用大氣壓，把水抽上來，因為大氣壓有一定的限度，因而抽水機的
汲水揚程——水面到水泵的高度差——也有一定的限度，不超過 10.334 米．當然，實際揚程遠遠大于這
個高度，因為水被抽到了水泵后被泵“甩”了上去，可以達到很高的高度。

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