水壓演算法
① 氣壓是水壓的三倍,這個有沒有明文的演算法或者資料。老師
大氣對浸在它裡面的物體產生的壓強叫大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓。 1654年格里克在德國馬德堡作了著名的馬德堡半球實驗,有力地證明了大氣壓強的存在,這讓人們對大氣壓有了深刻的認識。然而早在1643年,義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毫米高度後就不再下降了。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於水銀柱產生的壓強,這就是著名的托里拆利實驗。標准大氣壓為:1.013×10^5Pa(帕斯卡),等於760mmhg(毫米汞(水銀)柱)
大氣會從各個方向對處於其中的的物體產生壓強,大氣壓強簡稱為大氣壓。測量大氣壓的儀叫做氣壓計,常見的有水銀氣壓計。一標准大氣壓(1atm)=760毫米汞柱(mmHg)。
液體壓強計算公式:P=ρgh
地面上標准大氣壓約等於760毫米高水銀柱產生的壓強。由於測量地區等條件的影響,所測數值不同。
根據液體壓強的公式P=ρgh,水銀的密度是13.6×10^3千克/立方米,因此76厘米高水銀柱產生的標准大氣壓強是:
P =13.6×10^3千克/立方米×9.8牛頓/千克×0.76米
≈1.013×10^5牛頓/平方米
=1.013×10^5帕斯卡
=0.1013Mpa(兆帕)
=1atm
=76cmHg
=760托
=760mmHg
1mmHg=1.01325*10^5Pa/760=133.32pa
產生原因
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於它的壓強,就像浸在水中的物體都要受到水的壓強吸管吸飲料就是因為大氣壓強的原因一樣。
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,由於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(分子運動論的知識將來初三會學到)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:為什麼大氣層不均勻分布,能造成大氣壓下高上低的現象。
標准大氣壓強
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的大氣壓強叫做標准大氣壓強。它大約相當於760mm水銀柱所產生的壓強。標准大氣壓也可以叫做760mm水銀柱大氣壓。.
標准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)。
推導公式
物體壓強
p=F/S (在都使用國際單位制時,單位是pa)
在受力面積一定時,壓力越大,壓強的作用效果越明顯。(此時壓強與壓力成正比) 在壓力不變的情況下,增大受力面積可以減小壓強;減小受力面積可以增大壓強.(此時壓強與受力面積成反比)
液體壓強
p=ρgh ( p液=F/S=G/S=mg/S=ρ液Vg/S=ρ液Shg/S=ρ液hg=ρ液gh)
(1)液體對容器底和側壁都有壓強,液體內部向各個方向都有壓強.
(2)液體的壓強隨深度增加而增大.在同種液體內部的同一深度處,液體向各個方向的壓強相等;不同的液體,在同一深度產生的壓強大小與液體的密度有關,密度越大,液體的壓強越大。
影響關系
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於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並不是指大氣壓強,而是指一定質量的氣體的壓強.
由於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製成的.
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.」
機翼原理示意圖
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℃必須強調是在標准大氣壓下.
由於氣壓隨高度降低,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,鍋內氣壓可以高於標准大氣壓,使水沸點高於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。
應用編輯
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。當起動後,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,由於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,實際揚程遠遠大於這個高度,因為水被抽到了水泵後被泵「甩」了上去,可以達到很高的高度。
水壓
指水的壓強。用容器盛水時,由於水受重力,就有相當於那麼多重量的壓力,向容器的壁及底面作用。盛在容器中的水,對側面及底面都有壓力作用,對任何方向的面,壓力總是垂直於接觸面的。而且深度相同時,壓強也相同;液體越深,則壓強也越大。例如,在一個兩端開口的玻璃管的一端加一薄塑料片,開口一端向上,直放入水中時,薄片不會下落。這是因為有水向上托之力(即向上的壓力)。然後將水慢慢地一點點灌入玻璃管中,管內的水面未接近管外的水面時,塑料薄片不會掉下。這證明水有向上的壓力,給薄片一個支持的力。繼續加水至管內外水面相平時,管內水柱向下的壓力與管外薄片受到的向上壓力相等,由於塑料薄片本身的重量而落下。此時,筒底薄片所受之向下的壓力是筒中水柱的重量,所受之向上的壓力,為筒所排除水的重量,二者相等而方向相反,遂相消而等於零,薄片是受重力作用而落下。如將玻璃管傾斜放置,其結果也是一樣。即水的壓力向上,各側面都有壓力作用。
一般自來水水壓是0.7公斤左右,1MPa等於10公斤 ...1MPA=10公斤水壓2~3MPa ...1MPa=10kg/平方厘米 MPa兆帕為新單位 ...依照自來水供水規范,龍頭水。 一般認為0.1Mpa=10米,國家規定的管網末梢供壓是0.14Mpa,更直觀地說,0.1MPa,就相當於一個標准大氣壓,管網末梢供壓是0.14Mpa,相當於水龍頭離供水塔(池)有14米的高度。所以,家住的位置越高,水壓就會越低。
1.水壓與水的多少無關,只與水的深淺和密度有關系。(水越深,水壓大;密度越大,水壓越大),在實際生活中,家中水壓還受水管的彎折度和影響,彎折次數越多,水壓就會有所減小。
2.水越深處,水壓越大
3.在同樣的深度上,水壓對四周都有壓力
計算公式
p=ρgh(p是壓強,ρ是液體密度,水的密度為1×10^3kg/m^3,g是重力加速度取9.8 N/kg,h是取壓點到液面高度)