空气压力的基础知识

空气压力,大气压力,或大气压,是由空气质量(及其分子)的重量施加在表面上的压力。...

空气压力,大气压力,或大气压,是由空气质量(及其分子)的重量施加在表面上的压力。

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空气有多重?

气压是一个困难的概念。看不见的东西怎么会有质量和重量?空气有质量,因为它是由具有质量的气体混合物组成的。把构成干空气的所有这些气体(氧气、氮气、二氧化碳、氢气和其他气体)的重量加起来,就得到了干空气的重量。

干空气的分子量或摩尔质量为28.97克/摩尔。虽然这并不多,但一个典型的气团是由数量惊人的空气分子组成的。因此,你可以开始看到,当所有分子的质量加在一起时,空气是如何具有相当大的重量的。

高气压和低气压

分子和气压之间有什么联系?如果一个区域上方的空气分子数量增加,则会有更多的分子对该区域施加压力,其总大气压力也会增加。这就是我们所说的高压。同样,如果一个区域上方的空气分子较少,大气压力也会降低。这被称为低压。

地球上的气压并不均匀。其范围为980至1050毫巴,并随海拔高度变化。海拔越高,气压越低。这是因为在较高的海拔高度,空气分子的数量减少,从而降低了空气密度和空气压力。海平面的气压最高,空气密度最大。

气压基础

关于空气压力,有五个基本要素:

  • 它随着空气密度的增加而增加,随着空气密度的降低而降低。
  • 它随着温度的升高而增加,随着温度的降低而降低。
  • 它在低海拔处增加,在高海拔处减少。
  • 空气从高压移动到低压。
  • 气压是用称为气压计的气象仪器测量的(这就是为什么它有时也称为“气压”。)

测量空气压力

气压计用于测量大气压力,单位为大气或毫巴。最古老的气压计是水银气压计。当水银在气压计的玻璃管中上升或下降时,该仪器测量水银。由于大气压力基本上是储气罐上方大气中空气的重量,因此气压计中的汞含量将继续变化,直到玻璃管中的汞含量与储气罐上方空气的含量完全相等。一旦两者停止移动并达到平衡,通过“读取”垂直柱中水银高度的值来记录压力。

如果汞的重量小于大气压力,玻璃管中的汞含量将升高(高压)。在高压区,空气向地球表面下沉的速度快于向周围地区流出的速度。由于表面上方的空气分子数量增加,有更多的分子对该表面施加作用力。随着储液罐上方空气重量的增加,汞液位上升到更高的水平。

如果汞的重量大于大气压力,汞水平将下降(低压)。在低压区,空气从地球表面上升的速度快于从周围地区流入的空气所能替代的速度。由于该区域上方的空气分子数量减少,因此对该表面施加作用力的分子减少。随着储液罐上方空气重量的减少,水银液位下降到较低的水平。

其他类型的气压计包括无液气压计和数字气压计。无液气压计不含水银或任何其他液体,但它们有一个密封和气密的金属室。腔室根据压力变化而膨胀或收缩,表盘上的指针用于指示压力读数。现代气压计是数字的,能够准确快速地测量大气压力。这些电子仪器在显示屏上显示当前的大气压力读数。

低压和高压系统

大气压力受到太阳白天加热的影响。这种加热并不是均匀地发生在地球上,因为一些地区的加热程度比其他地区高。当空气被加热时,它会上升,并可能导致低压系统。

低压系统中心的压力低于周围区域的空气。风吹向低压区,导致大气中的空气上升。上升的空气中的水蒸气凝结成云,在许多情况下形成降水。由于科里奥利效应(地球自转的结果),低压系统中的风在北半球逆时针循环,在南半球顺时针循环。低压系统会产生不稳定的天气和风暴,如旋风、飓风和台风。一般来说,低点的压力约为1000毫巴(29.54英寸汞柱)。截至2016年,1979年10月12日,太平洋上台风尖端的风眼处有史以来最低气压为870 mb(25.69 inHg)。

在高压系统中,系统中心的空气压力高于周围区域的空气压力。该系统中的空气下沉并从高压处吹走。这种下降的空气减少了水蒸气和云层的形成,从而产生微风和稳定的天气。高压系统中的气流与低压系统中的气流相反。空气在北半球顺时针循环,在南半球逆时针循环。

里贾娜·贝利编辑的文章

来源

  • 大英百科全书的编辑。”大气压力〉《大英百科全书》,大英百科全书公司,2018年3月5日,www.Britannica.com/science/atmosphere-Pressure。
  • 国家地理学会。”国家地理学会,2012年10月9日,www.nationalgographic.org/encyclopedia/Barometer/。
  • “气压的高低”,《冬季天气安全》| UCAR科学教育中心,scied.UCAR.edu/shortcontent/Highs-and-Lows-Air-Pressure。

  • 发表于 2021-09-04 16:06
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  • 分类:科学

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