Chúng ta đã được tìm hiểu về áp suất trong các bài viết trước. Thế nhưng, áp suất khí quyển lại là một chủ đề riêng biệt trong chùm bài về áp suất. Có rất nhiều câu hỏi xoay quanh điều này. Tại sao lại có áp suất trong không khí? Áp suất khí quyển tác dụng lên mọi vật như thế nào? Trong bài viết ngày hôm nay, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu Áp suất khí quyển là gì? Những điều cần biết về áp suất khí quyển.
Áp suất khí quyển là gì?
This post: Áp suất khí quyển là gì? Những điều cần biết về áp suất khí quyển
Trước khi tìm hiểu định nghĩa về áp suất khí quyển là gì, chúng ta cùng tìm hiểu về áp suất và khí quyển trước nhé.
Áp suất là gì?
Áp suất thường được kí hiệu là P có nghĩa là Pressure trong tiếng Anh. Áp suất là một áp lực tồn tại dưới các dạng rắn, lỏng, khí tác động theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể trong một không gian xác định.
Khí quyển là gì?
Khí quyển thường được biết đến là lớp khí bao trùm xung quanh bề mặt Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn. Bầu khí quyển bao gồm các thành phần như khí Nitơ, khí Oxi và một số chất khác.
Áp suất khí quyển là gì?
Áp suất khí quyển là gì? Áp suất khí quyển được hiểu đơn giản là áp suất của không khí tác động lên bề mặt Trái Đất.
Áp suất khí quyển, đôi khi còn được gọi là áp suất không khí, là độ lớn của áp lực trong bầu khí quyển Trái Đất (hay của một hành tinh hay ngôi sao khác) trên một đơn vị diện tích. Trong hầu hết các trường hợp, áp suất khí quyển gần tương đương với áp suất thủy tĩnh do trọng lượng của không khí ở trên điểm đo. Nếu độ cao tăng, khối lượng khí quyển giảm xuống ít hơn, do đó áp suất khí quyển giảm với độ cao ngày càng tăng. Áp lực đo lực trên một đơn vị diện tích, với các đơn vị SI của Pascal (1 pascal = 1 newton trên một mét vuông, 1 N/m²). Trung bình, một cột không khí có diện tích mặt cắt ngang 1 cm², được đo từ mực nước biển trung bình đến đỉnh của bầu khí quyển Trái Đất, có khối lượng khoảng 1,03 kg và có lực hoặc “trọng lượng “khoảng 10,1 newton hoặc 2,37 lbf, dẫn đến áp suất ở mực nước biển khoảng 10,1 N/cm² hoặc 101 kN/m² (101 kilopascals, kPa). Một cột không khí có diện tích mặt cắt ngang là 1 in2 (6,45 cm²) có khối lượng khoảng 6,65 kg và trọng lượng khoảng 65,4 N hoặc 14,7 lbf, dẫn đến áp suất 10,1 N/cm² hoặc 14,7 lbf/in2. Tại Hoa Kỳ áp suất khí quyển gần mực nước biển thường được làm tròn thành 15 lbf/in2, và thể hiện là “15 psi”.
Áp suất khí quyển cũng tượng trưng cho trọng lượng của lớp không khí bao quanh và tác động lên toàn bộ Trái Đất, chính là không khí mà chúng ta vẫn hít thở hàng ngày để duy trì sự sống, lớp khí quyển này dày tới hàng ngàn ki lô mét.
Vì áp suất khí quyển là áp suất của không khí nên chúng có thể len lỏi khắp mọi bề mặt và phương hướng, không bị hạn chế như áp suất chất lỏng hay rắn. Càng lên cao, trọng lượng không khí càng nhẹ bởi không khí sẽ loãng dần.
Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất khí quyển là gì?
Một số yếu tố có khả năng ảnh hưởng đến áp suất khí quyển có thể kế đến như: gió, nhiệt độ, độ cao, khí hậu, thời gian, thời tiết,.. của mỗi khu vực khác nhau.
Dựa vào vị trí địa lý, khí hậu và độ cao của từng khu vực mà người ta có thể đo được chất lượng không khí khác nhau, áp suất khí quyển cũng khác nhau.
Vì áp suất bị tác động bởi nhiều yếu tố khác nhau nên để có số liệu chính xác thì nên thực hiện đo và thí nghiệm ở nhiều độ cao khác nhau.
Áp suất không khí là do lực hấp dẫn của hành tinh trên các khí quyển trên bề mặt và là một hàm của khối lượng của hành tinh, bán kính bề mặt, lượng khí và sự phân bố theo chiều dọc của nó trong khí quyển. Nó được thay đổi bởi sự xoay vòng hành tinh và các hiệu ứng địa phương như vận tốc gió, mật độ biến thiên do nhiệt độ và sự thay đổi thành phần.
Nêu ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển
Ví dụ về áp suất khí quyển trong cuộc sống cho thấy sự tồn tại của áp suất khí quyển:
-
Trên các bình nước lọc thường có một lỗ nhỏ để thông với khí quyển nhằm lấy nước ra dễ dàng hơn.
-
Khi các em uống ống thuốc tiêm, chúng ta sẽ phải bẻ cả hai đầu thì thuốc mới có thể chảy ra được.
-
Để lấy sữa từ hộp sữa ông thọ, chúng ta cần phải đục hai lỗ trên mặt hộp sữa,…
Công thức tính áp suất khí quyển là gì?
Áp suất khí quyển được tính thông qua đơn vị đo mmHg (Milimet thuỷ ngân) là đơn vị tính của quốc tế.
Dựa vào đó, công thức tính áp suất khí quyển có dạng: P = F/S.
Với:
P là độ lớn áp suất khí quyển với các đơn vị tính là mmHg, Bar, Psi, N/m2
F là lực tác động lên trên bề mặt xác định với đơn vị tính là N.
S là diện tích của bề mặt xác định chịu lực ép từ không khí với đơn vị tính là m2
Một số đơn vị đo áp suất được quy đổi như sau:
1Pa = 760 mmHg = 1 N/m2
1mmHg = 133,322 N/m2
1Pa = 10-5 Bar
Độ lớn áp suất khí quyển
Độ lớn của áp suất khí quyển được đo bằng cách khác so với các loại áp suất của chất lỏng và chất rắn.
Chính vì vậy, đơn vị đo của áp suất không khí cũng được dùng là đơn vị khác. Đơn vị đo quốc tế dùng để đo áp suất không khí là mmHg. Để nhận ra được điều này, rất nhiều nhà vật lý học đã phải làm rất nhiều thí nghiệm để kiếm chứng.
Trong những số thí nghiệm, Tô-ri-xe-li (thí nghiệm trên) chính là thí nghiệm đúng và chính xác nhất. Đây cũng chính là thí nghiệm để chứng nhận những lý thuyết về độ lớn của áp suất không khí.
Phần hở ra của thủy ngân trong ống trong thí nghiệm chính là do áp suất khí trong ống tạo ra. Phần áp lực đè nén lên thủy ngân và thành ống đó chính là áp suất của không khí. Độ lớn của áp suất không khí trong ống bằng với áp suất của thủy ngân trong ống.
Lưu ý về áp suất khí quyển
Áp suất khí quyển khác với áp suất của chất rắn và chất lỏng. Dưới đây là một số lưu ý về áp suất khí quyển mà các em cần phải lưu ý:
-
Áp suất khí quyển trung bình so với mực nước biển là 101300 Pa, cứ lên cao 12m, áp suất khí quyển sẽ giảm khoảng 1mmHg (càng lên cao không khí càng loãng, áp suất khí quyển càng giảm).
-
Khi đi trên máy bay áp suất khí quyển sẽ bị thay đổi, mặc dù đã có áp suất được tạo ra bên trong máy bay nhưng áp lực vẫn giảm khi máy bay lên tới độ cao hơn. Áp lực càng tăng trong tai khi máy bay hạ cánh và đến độ cao thấp hơn và sự thay đổi này thường diễn ra rất nhanh chóng.
-
Người ta thường dùng mmHg làm đơn vị đo áp suất khí quyển vì áp suất khí quyển bằng áp suất thuỷ ngân trong thí nghiệm Tô-ri-xen-li và dùng cao kế để đo áp suất.
-
Áp suất khí quyển tại một nơi thay đổi theo thời gian và những thay đổi này sẽ ảnh hưởng nhiều đến thời tiết ở nơi đó.
Giải bài tập áp suất khí quyển vật lý lớp 8
Câu 1: Vì sao khi đi máy bay lúc cất cánh hoặc hạ cánh hành khách bị ù tai hoặc có cảm giác tai đau nhức?
Câu 2: Tại sao để lấy sữa đặc trong hộp sữa nếu không muốn mở nắp cả hộp ta thường đục hai lỗ trên mặt hộp sữa?
A. Để dễ quan sát lượng sữa còn lại trong hộp
B. Lợi dụng áp suất khí quyển để sữa đặc dễ chảy ra khi đổ
C. Để lọt không khí vào nhiều sẽ tăng trọng lượng, sữa dễ chảy ra
D. Vì sữa đặc khó chảy khi đổ
Câu 3: Hiện tượng nào do áp suất khí quyển gây ra?
A. Quả bóng bàn bị bẹp thả vào nước nóng lại phồng lên như cũ
B. Hút xăng từ bình chứa của xe bằng vòi
C. Uống nước trong cốc bằng ống hút
D. Lấy thuốc vào xilanh để tiêm
Câu 4: Áp suất khí quyển tại đỉnh của một tòa nhà cao tầng là bao nhiêu mmHg, N/m2? Biết tòa nhà đó có 70 tầng, mỗi tầng cao 3,5m và áp suất khí quyển tại mặt đất là 760mmHg.
Câu 5: Trên đỉnh một ngọn đồi cao 650m người ta đo áp suất khí quyển được 715mmHg. Tính áp suất khí quyển ở chân đồi? Biết rằng cứ lên cao 12m thì áp suất khí quyển giảm 1mmHg.
Câu 6: Nguyên nhân gây ra áp suất khí quyển?
Câu 7: Tại sao khi thổi vào quả bóng thì quả bóng lại phồng lên và khi hút khí trong quả bóng ta thấy nó bị bẹp từ nhiều phía?
Câu 8: Vì sao khi bay ra ngoài vũ trụ phi hành gia cần đồ bảo hộ?
Câu 9: Khi uống nước bằng ống hút, khi ta hút nước lại dâng lên, khi thả ra nước lại hạ xuống?
Câu 10: Tại sao áp suất khí quyển ở quanh ta ép chúng ta lại nhưng ta lại không bị biến dạng mà vẫn phát triển bình thường?
ĐÁP ÁN:
-
Do sự thay đổi độ cao đột ngột và sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài tai khiến tai bị ù hoặc có cảm giác đau nhức.
-
Chọn B: Lợi dụng áp suất khí quyển để sữa đặc dễ chảy ra khi đổ
-
Chọn A: Quả bóng bàn bị bẹp thả vào nước nóng lại phồng lên như cũ
-
Độ cao của 70 tầng nhà là: 70*3.5 = 245m
Biết rằng cứ 12m thì giảm 1mmHg
Vậy lên cao 245m thì giảm 245/12 mmHg
Áp suất tại đỉnh tòa nhà là: 760 – 245/12 ≈ 740 mmHg
-
Lên cao 650m áp suất giảm: 650/12 mmHg
Áp suất tại chân núi là: 715 – 650/12 ≈ 660,8 mmHg
-
Lớp không khí bao quanh Trái Đất tạo thành khí quyển. Do khí quyển có trọng lượng, Trái Đất đều chịu tác dụng của áp suất khí quyển nên tồn tại áp suất khí quyển.
-
Vì khi hút hết không khí thì bên trong không còn không khí mà ta đã biết là áp suất khí quyển tác dụng vào vật theo mọi phương do đó quả bóng sẽ bị bóp méo theo nhiều phía.
-
Khi ra ngoài không gian, áp suất khí bằng 0, áp suất cơ thể rất lớn, sự chênh lệch áp suất lớn nên nếu không có đồ bảo hộ cơ thể con người sẽ bị nổ tung.
-
Vì khi hút nước làm giảm áp suất khí trong ống hút khiên nước dâng lên. Khi thả ra áp suất lại tăng lên làm cho nước bị hạ xuống.
-
Tất cả vật chất khi ở áp suất nào thì cũng bị nén lại cho đến khi áp suất bên trong của nó cân bằng với áp suất bên ngoài và cơ thể con người là một ví dụ. Khi thở thì lượng không khí hít vào cũng bị nén sẵn nên theo tính toán áp suất bên ngoài nén vào lồng ngực 13000N thì phổi không thể bị tổn thương do thở, bản thân các tế bào cũng cũng bị nén nên tạo ra áp suất để giữ cân bằng. Khi lặn nhanh xuống nước sâu thì cơ thể chịu áp suất lớn thì mới bị tổn thương.
Video về Áp suất khí quyển là gì? Những điều cần biết về áp suất khí quyển
Kết luận
Bài viết trên đã tóm tắt các lý thuyết cũng như công thức tính của áp suất khí quyển mà các em cần phải tìm hiểu trong chương trình vật lý 8. Hy vọng thông qua bài viết này, các em sẽ có thể ứng dụng định nghĩa trên vào trong đời sống. Cảm ơn các em đã đọc bài viết.
Bản quyền bài viết thuộc trường THPT thành Phố Sóc Trăng. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!
Nguồn chia sẻ: Trường Mầm Non Ánh Dương (mamnonanhduongvt.edu.vn)
Source: Mamnonanhduongvt.edu.vn
Category: Giáo dục
