Transcript 課程名稱： 大氣壓力與 密閉容器的氣壓 編授教師： 中興國中 楊秉鈞  大氣壓力 大氣壓力  大氣壓力：壓力來源在於 氣體本身的重量 。  大氣的重量所造成的壓力，稱為大氣壓力  大氣壓力計算的困境： F P A 空氣柱的重量 受力面積 空氣柱體積空氣密度  底面積 空氣柱高度 底面積空氣密度  底面積  空氣柱高度空氣密度 大氣壓力 P  D： 空氣密度 高 度 底面積 A 空氣柱  大氣壓力 P  h 

課程名稱：
大氣壓力與
密閉容器的氣壓
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
 大氣壓力
大氣壓力
 大氣壓力：壓力來源在於 氣體本身的重量
。
 大氣的重量所造成的壓力，稱為大氣壓力
 大氣壓力計算的困境：
F
P
A
空氣柱的重量
受力面積
空氣柱體積空氣密度

底面積
空氣柱高度 底面積空氣密度

底面積
 空氣柱高度空氣密度
大氣壓力 P 
D： 空氣密度
高
度
底面積 A
空氣柱
 大氣壓力 P  h  D  空氣柱高度空氣密度
 因空氣密度不均勻，上式無法應用。
大氣壓力的比較
 高度愈高，大氣壓力愈 小
 大氣壓力：A＞B
 高度相同，大氣壓力 不一定相同  亦受天氣影響
大氣壓力的存在證據
 大氣壓力存在的證據：
1.用吸管吸水、吸盤掛鉤等
2.馬德堡半球實驗
3.吸塵器、抽水機使用
4.易開罐抽氣後，罐子壓扁了
5.將裝滿水的玻璃杯以塑膠板按住杯口，倒轉過來塑膠板不
會掉下來
6.以口吸瓶子，瓶子不掉下來
7.到海拔高處時，從平地帶去的密封食物有漸漸膨脹的現象
大氣壓力存在圖說
向上總力 ＞向下總力
 板不下落
右側總力 ＞左側總力
 板不下落
 大氣壓力方向無定向，恒垂直接觸面
（媒體：1，49”）
大氣壓力圖說
馬德堡半球實驗
 馬德堡半球實驗：1664年德國馬德堡的市長葛利克所做
1.直徑36cm兩空心金屬半球，抽真空
2.每邊 8 匹馬（共16匹）去拉才能拉開
 證明大氣壓力很大 ；是否能在月球作此實驗？ 否
 空心金屬球愈大，欲拉開所需力就愈 大 。
。
抽氣機
（媒體：1，34”）
大氣壓力的測量
托里切利 ：完成了大氣壓力的測量。
 義大利科學家
 托里切利實驗：（媒體：1，18”）

1.取一端封閉的中空玻璃管（長約1公尺）
2.將水銀灌滿玻璃管，插入另一水銀槽中，
水銀柱開始下降到某一高度h，即不下降。
 何以這樣的實驗能測出大氣壓力呢？
汞
100
cm
h cm
Evangelista Torricelli
托里切利
托里切利實驗的啟發
 托里切利實驗：玻璃管上端形成真空，稱為 托里切利真空
。
 以 水銀柱壓力 表示大氣壓力（水銀密度 13.6 g cm3 。 ）
A、B、C 三點在同一水平面
 壓力相等
 PA＝PB＝PC
h
大氣壓力
大氣壓力
●
A
●
●
C
PA＝ PC＝大氣壓力
PB＝水銀柱液體壓力＋玻璃管
內氣體壓力
＝hD＋0
＝h ×13.6
PA  PB  hD
大氣壓力 水銀柱壓力 垂直高度 水銀密度
托里切利實驗討論
 托里切利實驗：（媒體：1，5’15”）
 將玻璃管傾斜，水銀柱的垂直高度不變（與玻璃管的粗細、大小無關）
 大氣壓力改變，水銀柱垂直高度隨之改變。氣壓低時，垂直高度減少
 液柱上為真空
76
cm
大氣壓力大小的表示法
 大氣壓力常見的四種表示法：
表示法
說明
cm-Hg
公分-汞柱高
mm-Hg
毫米-汞柱高
gw
其他液體亦可使用。
將托里切利實驗汞柱高
換算成壓力單位而得
Kgw
cm2
直接以托里切利實驗
垂直高度比擬而來。
m2
atm
一大氣壓
hPa
百帕
Pa
帕
定義：
1 atm = 76 cm-Hg
定義：
1 atm = 1013 hPa
大氣壓力大小的換算
 大氣壓力換算基本參數：
1atm  76cm  Hg  760m m Hg
gw
Kgw
 7613.6  1033.6
2  10336
2
cm
m
 1013hPa
 1大氣壓可支持76公分 的水銀柱
 範例解說：
 75 cm-Hg =
1020
gw/cm2 =
P  hD  7513.6  1020gw
 2atm＝
2067.2
mm-Hg=
atm
cm2
gw/cm2 =
P  2 1033.6  2067.2 gw
750
75
76
cm2
152
cm-Hg=
2026
hPa
其他液體實施托里切利實驗
 在同一地點，以其他液體實施托里切利實驗：
h2
h1
D1
水
D2
P  hD  h1 D1  h2 D2  ...  hn Dn
 7613.6  h1 1  h2  0.8
 h1  水柱高  1033.6cm  10 m
h2  酒精柱高 1292cm  13 m
排水集氣法
酒
精
大氣壓力有多大
 大氣壓力有多大：
1atm  7613.6  1033.6 gw
cm2
 1 Kgw
cm2
 相當於每平方公分受1 公斤重的力作用
1 Kgw
1cm2
手並未感受大氣壓力的原因  各方向壓力相等而平衡
誰殺了易開罐
 證明大氣壓力很大的實驗：
實驗一：（媒體：1，3’50” ；3，1’08”）
1.易開罐加少量水，以酒精燈加熱，使之產生
大量水蒸氣以 趕走內部空氣 。
2.再將易開罐瞬時冷卻，使內部 水蒸氣凝結 。
3.此時易開罐內部形成 真空 。
實驗二：（媒體：2，3’01”）
1.易開罐先填充 二氧化碳 。
2.再將 氫氧化鈉 水溶液倒入易開罐，使內部
二氧化碳與之反應而減少
3.此時易開罐內部形成 真空 。
2NaOH  CO2  Na2CO3  H 2O
常見的氣壓計
 氣壓計
：測量大氣壓力的裝置
空盒氣壓計
 氣壓計可用來估計離地的高度。
[解析]：在地表附近，每上升100公尺，
氣壓約降低0.8 公分水銀柱高。
水
銀
氣
壓
計
 範例解說
範例解說
1.小祐使用四根管子裝入水銀，倒插於水銀槽
中。已知其中甲、乙兩管直立於槽中之液面，
丁管上半部為真空，且乙、丙、丁三管內部之
液面在同一高度，如附圖所示。下列何者為當
76
時的氣壓？
cm-Hg。
2.取長約1公尺、一端封閉的玻璃管，裝滿水銀
後，倒插入水銀槽中，管內水銀柱下降至某一
高度而停止，如圖所示，試回答下列問題：
 管內的水銀柱上方是否有空氣？ 無 。
 將(a)管傾斜如(b)管時，水銀柱垂直高度
不變
。
 圖中管內外水銀面的高度差是h公分，大氣
A
壓力P 是？
。
(Ａ) P＝hD，式中D為水銀密度。
(Ｂ) P＝hD，式中D為空氣密度。
(Ｃ) P＝hD，式中D為水的密度。
(Ｄ) P＞hD，式中D為水銀的密度。
範例解說
 範例解說
3.設當時大氣壓力為1大氣壓，如下圖，則：
A、B、C三管內的氣體壓力？
PA＝ 0 cm-Hg＝ 0 atm ＝ 0 gw/cm2。
PB＝ 38 cm-Hg＝ 0.5 atm ＝ 516.8 gw/cm2。
PC＝ 114 cm-Hg＝ 1.5 atm ＝ 1550.4 gw/cm2。
P1  76  P2  76  PA  PA  0
P1  76  P3  38  PB  PB  38
 PB  38cm  Hg  516.8 gw
●
●
●
1
2
3
cm2
 0.5atm
4
●
●
5
P5  38  76  114  P4  PC
 PC  114cm  Hg  1550.4 gw
 1.5atm
cm2
 密閉容器中
的氣體壓力
密閉容器中的氣體壓力
 密閉容器中的氣體壓力：壓力來源在於 氣體分子碰撞器壁
 容器內任一點壓力 相等
。
（媒體：1，3’45”）
 大氣壓力與氣體壓力：
項目
大氣壓力
氣壓
來源
空氣本身的重量
氣體分子碰撞
說明
空氣
可為一般氣體
。
密閉容器內壓力與體積關係
 密閉容器中的氣體壓力與體積關係：
 定溫下，密閉容器內任的壓力與體積成 反比 關係。
 體積增加，壓力則 減少 。 體積減少，壓力則 增加 。
 PV  K
質量 M
密度 D
壓力 P
體積 V
不變
減少
減少
增加
不變
增加
增加
減少
 針筒實驗： （媒體：2，1’00”）
範例解說
 範例解說
1. D
如圖，當注射筒的活塞向內推入時，如果沒有漏氣，則下列有關
筒內空氣的描述，何項正確？ (Ａ)其壓力變小，且密度變小(Ｂ)
其壓力變大而密度變小(Ｃ)其壓力變小而密度變大(Ｄ)其壓力變大
且密度變大。
 PV 反比  V 減少 P 增加
空氣質量 M 不變
 VD 反比 V 減少 D 增加
2.
D
3.
C
氣球被釋放後往上升至高空時，氣球將有何種變化？ (Ａ)體積
收縮、內部壓力變小(Ｂ)體積收縮、內部壓力變大(Ｃ)體積膨脹、
內部壓力變大(Ｄ)體積膨脹、內部壓力變小。
水中的氣泡往上升時，下列敘述何者正確？ (Ａ)氣泡體積變
大，氣泡內氣體密度變大(Ｂ)氣泡體積變小，氣泡內氣體密度變
大(Ｃ)氣泡體積變大，氣泡內氣體密度變小(Ｄ)氣泡體積變小，氣
泡內氣體密度變小。
課程結束
Jim 212 Family 2006.11.28