大氣壓
大氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力,即在數(shù)值上等于單位面積上向上延伸到大氣上限的垂直空氣柱的重力。馬德堡半球的著名實(shí)驗(yàn)證明了它的存在。氣壓的國際制單位是帕斯卡,縮寫為Pa,符號為Pa 。
在氣象學(xué)中,人們一般使用千帕(kPa)或使用百帕(hpa)作為單位。其他常用的單位有:巴(巴,1巴=100,000帕)和厘米水銀柱(或稱厘米汞柱)氣壓不僅隨高度變化,而且隨溫度變化。氣壓的變化與天氣變化密切相關(guān)。
概念定義 編輯本段
大氣壓強(qiáng)的簡稱。是作用在單位面積上的大氣壓力,等于單位面積上向上延伸到大氣上限的垂直空氣柱的重量。氣壓大小與高度、溫度等條件有關(guān)。一般隨著高度的增加而減少。在水平方向上,大氣壓力的差異導(dǎo)致了空氣的流動(dòng)。國際統(tǒng)一法規(guī)'百帕'作為氣壓單位。經(jīng)過換算:一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1013百帕(毫巴)深圳年平均氣壓1009.8百帕。
常用單位 編輯本段
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。氣壓單位,通常是水銀柱的高度。例如,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于760毫米高的水銀柱的重量,相當(dāng)于軸承1.0336千克大氣壓。由于各國使用的重量和長度單位不同,氣壓單位也不統(tǒng)一,不方便對全球氣壓進(jìn)行對比分析。因此,國際上統(tǒng)一規(guī)定使用'百帕'作為氣壓單位。
經(jīng)過換算:一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.013*10^5帕
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱(汞柱)柱高
氣壓成因 編輯本段
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根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)理論,氣體的壓力是由大量分子與容器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的。單個(gè)分子對容器壁的碰撞時(shí)間很短,作用是不連續(xù)的,但大量分子頻繁碰撞容器壁,對容器壁的作用力是連續(xù)的、甚至,這個(gè)壓強(qiáng)和壁面面積的比值就是壓強(qiáng)。
測量方法 編輯本段
氣象學(xué)中常用的測量儀器是液體(如水銀)氣壓表和固體(如金屬空盒)氣壓表兩種。氣壓記錄是用安裝在溫度變化不大光線充足的氣壓室內(nèi)的氣壓計(jì)或氣壓計(jì)測量的,有定時(shí)氣壓記錄和連續(xù)氣壓記錄。人工目視定時(shí)氣壓記錄是用移動(dòng)槽或固定槽水銀氣壓計(jì)測量的,基本站每天觀測4次,參考站每天觀測24次。采用金屬彈性膜片作為傳感器,記錄氣壓的連續(xù)記錄和遙測自動(dòng)觀測的定時(shí)記錄,可獲得任意時(shí)刻的氣壓記錄。這些儀器是用來測量這個(gè)站的壓力的根據(jù)這個(gè)站的海拔和這個(gè)站的氣壓,、柱溫等參數(shù)可用于計(jì)算海平面氣壓。
氣壓以百帕為單位,保留一位小數(shù);有的還以毫米汞柱高度為單位,取小數(shù)點(diǎn)后兩位。毫米和百帕之間的換算關(guān)系為
1百帕=0.750069毫米(水銀柱高度)≈3/4毫米(水銀柱高度)
1毫米=1.333224百帕≈4/3百帕
1953年以前,中國的氣壓觀測記錄是毫米汞柱,1954年以后是百帕當(dāng)兩個(gè)記錄合并時(shí),它們必須轉(zhuǎn)換成相同的單位。
計(jì)算方法 編輯本段
通常有平衡條件法和牛頓 運(yùn)動(dòng)定律法(公式只是粗略算出 ,有時(shí)候測出來的值不準(zhǔn)確,一切要以實(shí)際為準(zhǔn))
1.托里拆利測得氣壓后,人們通過了公式P=F/s,單位面積的空氣質(zhì)量是多少。然后應(yīng)用空氣的密度,求出體積,除以質(zhì)量,就知道地面到大氣層頂部的距離。
2.已知:氣體體積、物質(zhì)的量、在絕對溫度下,氣體壓力可通過公式PV=nRT獲得(其中R是常數(shù),R=8.314帕·米3/摩爾·K或R=0.0814大氣壓·升/摩爾·K)這個(gè)公式還有變形公式pV=mRT/M、p=ρRT/M。
3.P=p汞gh 【水銀密度*9.8*水銀柱高度=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓】
單位換算 編輯本段
1MPa(兆帕)=1000千帕(千帕)=1000000帕(帕斯卡)
1bar(巴) = 0.1MPa
1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)=0.1013兆帕=1.013巴=760毫米汞=10.33mHO
1kgf/cm (工程公斤力)=0.981巴=0.0981Mpa
1psi(Lb/in )=0.07031kgf/cm =0.06893 bar=6.893kpa
1MPa=145psi
Psi(lb/in )磅/方寸,常用于歐美等英語國家的產(chǎn)品參數(shù)
通常在行業(yè)說的“公斤”是指“bar”
影響因素 編輯本段

氣壓和高度的大小、大氣溫度、大氣密度等一般隨高度呈指數(shù)下降。氣壓每天和每年都在變化。一年中,冬天的氣壓比夏天高。一天中,氣壓有一個(gè)最大值、最小值出現(xiàn)在9 ~ 10點(diǎn)時(shí)鐘和15 ~ 16點(diǎn) 時(shí)鐘,在21 ~ 22o 時(shí)鐘和3 ~ 4點(diǎn) 時(shí)鐘分別。氣壓的日變化很小,一般為0.1~0.4 kPa,并隨緯度的增加而減小。氣壓變化與風(fēng)、天氣是密切相關(guān)的,所以是一個(gè)重要的氣象因素。通常使用的氣壓單位是帕(Pa)毫米水銀柱高(mm·Hg)毫巴(mb)它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是:100帕=1毫巴≈3/4毫米水銀柱高。在氣象觀測中,水銀氣壓計(jì)常用來測量氣壓、空盒氣壓表、氣壓計(jì)。溫度為0℃時(shí),760毫米垂直水銀柱壓力高,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓由意大利科學(xué)家3356托里切利首先測得.
測量工具 編輯本段
測量氣壓最常用的儀器是水銀氣壓計(jì)和空盒氣壓計(jì)。也是比較精準(zhǔn)的儀器。
三個(gè)世紀(jì)前,德國馬德堡市公開進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)市長奧托發(fā)明了氣泵。格赫里希將兩個(gè)直徑為37厘米的空心銅半球結(jié)合在一起,使其密閉,然后用氣泵將銅球中的空氣抽出。將四匹強(qiáng)壯的馬綁在每個(gè)半球的環(huán)上,同時(shí)向相反的方向拉這兩個(gè)半球不能分開。最后用了16匹大馬,銅球一聲巨響裂成兩半。這就是著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,空氣不僅有壓力,而且壓力很大。一個(gè)成年人的平均體表面積是2平方米,他全身的大氣壓是20萬牛頓。
氣壓即大氣壓強(qiáng)。空氣有重量,氣壓是指單位面積上大氣所施加的力。所謂一個(gè)地方的氣壓,是指該地方單位面積上垂直向上延伸到大氣頂部的空氣柱的總重量。在氣象學(xué)中,百帕常被用作氣壓的測量單位。具體是這么規(guī)定的:把溫度為0℃、將緯度為 45度的海平面作為標(biāo)準(zhǔn)情況下的大氣壓,稱為1大氣壓,其值為760毫米汞柱高度,或相當(dāng)于1013.25百帕。
發(fā)現(xiàn)應(yīng)用 編輯本段
1640年10月,經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn),托里伽利略 的助手托里切利意識(shí)到:大氣中空氣的重量對盆中的水銀施加壓力,迫使水銀進(jìn)入玻璃管。玻璃管中水銀的重量應(yīng)該完全等于大氣對盆中水銀施加的重量。當(dāng)大氣的重量發(fā)生變化時(shí),它對水盆施加的壓力會(huì)增大或減小,從而使玻璃管中的水銀柱上升或下降。天氣變化必然導(dǎo)致大氣重量的變化。托里拆利發(fā)現(xiàn)了大氣壓,并找到了測量和研究大氣壓的方法。托里切利公司s的發(fā)現(xiàn)是正式研究天氣和大氣的開始,使我們了解了大氣,為牛頓和其他科學(xué)家研究引力奠定了基礎(chǔ)。這一新發(fā)現(xiàn)也使托里拆利創(chuàng)造了真空的概念,發(fā)明了氣象研究的基本儀器——?dú)鈮河?jì)。
大氣壓的應(yīng)用:在很平的墻上按一個(gè)帶吸盤的塑料掛鉤,就可以用它掛東西了;活塞式、離心水泵可以把水從低處抽到高處;把筆管里的空氣擠出來,然后松手把墨水吸到筆管里;It 用高壓鍋烹飪食物很容易;在茶蓋上開一個(gè)小洞,這樣水就可以很容易地倒出來了;還有高壓鍋爐、農(nóng)用噴霧器、用吸管吸飲料、注射器針頭吸藥水等等,都和大氣壓有關(guān)。
健康相關(guān) 編輯本段
氣壓對人體健康的影響可以概括為生理和心理兩個(gè)方面。低壓對人體生理的影響主要是影響人體內(nèi)氧氣的供應(yīng)。由于人體特別是大腦缺氧,也會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、惡心、嘔吐無力等癥狀,神經(jīng)系統(tǒng)紊亂,甚至就是常說的肺水腫昏迷'高山反應(yīng)”
在高壓環(huán)境下,人體組織逐漸被氮?dú)怙柡停ㄍǔT诟邏合鹿ぷ鳌?小時(shí)后,人體被氮?dú)怙柡停┊?dāng)人體恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),體內(nèi)多余的氮?dú)鈺?huì)隨著呼氣排出,但這個(gè)過程是緩慢的如果突然從高壓環(huán)境回到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境,脂肪中積累的一些氮可能會(huì)留在體內(nèi)并膨脹形成小氣泡,堵塞血液和組織,容易導(dǎo)致疾病,甚至危及人 的生命。
壓力變化對人體健康的影響更多的表現(xiàn)在以高壓或低壓為代表的環(huán)流天氣形勢的產(chǎn)生、消失或移動(dòng)方面。低壓環(huán)流形勢下,多陰雨,風(fēng)向變化明顯;在高壓環(huán)流形勢下,多為晴天,天氣相對穩(wěn)定。在高壓的控制下,空氣干燥,天氣晴好,風(fēng)力小,夜間輻射降溫容易形成逆溫層和沙塵、真菌類、花粉、孢子等過敏原容易停滯在近表層,從而誘發(fā)哮喘的發(fā)作。
同時(shí),氣壓的變化也會(huì)影響人 的心理變化,使人情緒低落、郁悶的情緒。比如低氣壓下的雨雪天氣,尤其是夏季雷雨前的高溫高濕天氣(此時(shí)氣壓較低)心肺功能不好的人會(huì)感到極度不適,正常人也會(huì)有一種壓抑不適的感覺。而這種窒息和壓抑會(huì)讓人 的自主神經(jīng)容易緊張,釋放腎上腺素,導(dǎo)致血壓升高、心跳加快、呼吸急促等;同時(shí)皮質(zhì)醇被分解,引起胃酸分泌增加、血管易發(fā)生梗塞、血糖水平也可能飆升。有學(xué)者對月氣壓最低期和死亡高峰期做了對比研究,結(jié)果表明89%死亡高峰出現(xiàn)在氣壓最低的時(shí)期。
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