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大气压是由于大气重力作用而产生的吗

来源:人民教育出版社  作者:佚名  更新时间:2006-06-02 03:28:48   


  气体没有固定的形状和体积(说明气体分子可以到达容器的各个角落),是因为相比固、液体分子的热运动,气体分子热运动显得特别无规则和无秩序。正是这种热运动使得大量的气体分子必然不断地碰撞器壁。就单个气体分子来看,对器壁的冲力很小,作用时间很短,冲力也是断续的。但是大量的气体分子频繁碰撞器壁,从宏观上看,就形成了对器壁持续的均匀的压力,正像大量密集的雨点接连不断地打在雨伞上,会对雨伞伞面产生一个持续的均匀的压力一样。器壁单位面积上受到的大量气体分子的持续的均匀冲力,就是气体的压强。

  所以说,气体压强不是由于气体重力作用而产生的,或者说气体在失重情况下的压强与正常情况下压强没有区别,这是因为分子热运动不受宏观机械运动影响的缘故。

  根据气体压强的形成机制可知,气体压强大小应与气体分子的密集程度和碰撞剧烈程度有关:密集程度越大,碰撞越频繁,越能形成持续的均匀的压力;碰撞剧烈程度越大,冲力越大,压力也越大。其中,气体分子的密集程度可用单位体积内的分子数目描述,而单位体积内的分子数目可通过密度来反映;碰撞剧烈程度可用气体分子的平均速率大小描述,而分子的平均速率大小又可通过温度来体现。因此,气体压强由两个因素决定:

  (1)气体密度 在其他量不变的条件下,气体密度越大,气体压强就越大。

  (2)气体温度 在其他量不变的条件下,气体温度越高,气体压强就越大。

  气体实验定律,如玻意耳定律、查理定律等都反映了此规律。

  根据大气的热力性质在竖直方向上的差异,一般可将大气层按照距地面的高低不同依次划分为五层:(1)对流层(2)平流层(3)中间层(4)热层(5)外层。

  其中,对流层是紧贴地面的一层,它的厚度最大不超过18km(其厚度因纬度而异),整个大气层质量的34和几乎全部水汽、杂质集中于该层。这一层与人类关系特别密切,在非科性叙述中,常讲的大气层就是指该层。由于对流层相对于其他层离地最近,因此该层大气的热量绝大部分直接来自地面。反之,离地面越高的大气受热越少,气温越低。用一句话来概括对流层气温的特点就是:气温随高度的增加而递减。所以,在对流层,由于随高度增加气体密度减小,温度降低,根据结论可知:离地面越高的地方大气压越小。

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