【種花家務(wù)·物理】1-3-04大氣壓強——『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的備注。
【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容,直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。?

第三章液體和氣體的一些性質(zhì)
§3-4大氣壓強
【01】上面我們已經(jīng)敘述了固體和液體的壓強,現(xiàn)在再來談?wù)剼怏w的壓強。由于氣體既沒有一定的形狀,又沒有一定的體積,情況比較復(fù)雜,要在第二冊中才能詳細討論,因此這里只能簡略地介紹一下大氣的壓強。
【02】根據(jù)許多科學(xué)家的研究,知道在離地面200多公里的高空還有空氣存在,因此我們可以想象:圍繞地球200多公里的這個巨大空間,充滿著空氣。這個巨大的空氣層叫做大氣層,它對地面物體的壓強叫做大氣壓強。由于我們就生活在大氣海洋的最底層,隨時隨刻都受著大氣壓強的作用,所以大氣壓強和我們的關(guān)系至為密切。
【03】我們知道,空氣也受到地球的吸引,所以空氣也是有重量的。它在地面附近的平均比重是0.001293克/厘米3。上面的空氣稀薄,下面的空氣濃厚??諝獯嬖诘姆秶沁@樣地廣,比重也不均勻,使我們不能用壓強等于深度乘比重這個簡單的關(guān)系來求大氣壓強。
【04】1642年,意大利科學(xué)家托里拆利用實驗方法求出地面大氣壓強的數(shù)值。實驗很簡單,如圖3·21所示,用一根長約1米的一端封閉的玻璃管,灌滿水銀,用手指撳住玻璃管的開口一端,把管倒置于水銀槽中,然后拿開手指,就可以看到管里面的水銀開始下降,直到管內(nèi)的水銀面比管外的水銀面大約高76厘米為止。如果將玻璃管斜放,兩水銀面的豎直高度差仍是76厘米。

【05】這時,管外的水銀所受到的壓強是大氣壓強,而與管外水銀面對齊的管內(nèi)水銀面上所受的壓強,由于管內(nèi)上部沒有空氣,應(yīng)該就是這段76厘米水銀柱高所產(chǎn)生的壓強;根據(jù)液體壓強公式,它應(yīng)該等于13.6克/厘米3×76厘米=1033.6克/厘米2≈1公斤/厘米2。這個壓強就是大氣壓強。由此可見,在地面上每平方厘米這樣小的面積上,要受到1公斤重的大氣壓力,這個數(shù)值是相當(dāng)巨大的了。
【06】大氣壓強的單位除去象一般壓強可以有1克/厘米2、1公斤/米2等以外,常見的有1厘米水銀柱高(或1毫米水銀柱高)、1大氣壓等(1大氣壓規(guī)定為1033.6克/厘米2)。工業(yè)上為了計算簡便起見,往往把1公斤/厘米2作為壓強單位,并且叫做1個工業(yè)氣壓。
【07】大氣壓強并不是固定不變的。不但在不同的地方,大氣壓強可以不同,即使在同一個地方,它也是在不斷地變化著。作為壓強單位用的大氣壓叫做標(biāo)誰大氣壓。真正的大氣壓強并不總是等于1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。一般講來,在地面附近,平均每升高12米,大氣壓強就要降低1毫米水銀柱高。
【08】大氣壓的變化跟天氣的變化有密切的關(guān)系。通常大氣壓變小時,往往有風(fēng)有雨;變大時,就能轉(zhuǎn)晴。在寒潮或臺風(fēng)來臨時,大氣壓要忽升忽降。所以大氣壓的變化,是預(yù)報天氣變化的重要依據(jù)之一,它對于農(nóng)業(yè)也有很大的關(guān)系。