標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和工程大氣壓

/3周五，給同事解釋標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和工程大氣壓的區(qū)別時(shí)，雖然有點(diǎn)兒心虛，可還是很肯定的去解釋，后來一查資料，發(fā)現(xiàn)解釋的有問題。先道歉，因?yàn)槲覜]有記清楚就亂說話，我以后注意，一定了解清楚了再說話，還有我以后學(xué)習(xí)東西應(yīng)該認(rèn)真，多查資料，多記東西。為了讓我自己也能記清，特意寫此篇日先說標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(QNE):是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下海平面的氣壓。其值為百帕(或760毫米汞柱高或英寸汞柱高)。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值的規(guī)定，是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過幾次變化的。最初規(guī)定在攝氏溫度0°C、緯度45°、晴天時(shí)海平面上的大氣壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，其值大約相當(dāng)于76厘米汞柱高。后來發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)條件下的大氣壓強(qiáng)值并不穩(wěn)定，它受風(fēng)力、溫度等條件的影響而變化。于是就規(guī)定76厘米汞柱高為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值。但是后來又發(fā)現(xiàn)76厘米汞柱高的壓強(qiáng)值也是不穩(wěn)定的，汞的密度大小受溫度的影響而發(fā)生變化；g值也隨緯度而變化。為了確保標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是一個(gè)定值，1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議聲明，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101325牛頓/平方米。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是如何得來的呢由于大氣壓不是固定不變的。為了比較大氣壓的大小，在1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上，科學(xué)家對(duì)大氣壓規(guī)定了一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)〃：在緯度45°的海平面上，當(dāng)溫度為0C時(shí)，760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。既然是“標(biāo)準(zhǔn)”，在根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計(jì)算時(shí)就要注意各物理量取值的準(zhǔn)確性。從有關(guān)資料上查得：0C時(shí)水銀的密度為x103千克/立方米，緯度45°的海平面上的g值為牛/千克。于是可得760毫米高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：p水銀二p水銀gh=x103千克/米3x牛/千克x米=x105xx。這就是1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值，記為1atm。順便說一下大氣壓和大氣壓值會(huì)受到什么因素的影響，地球的周圍被厚厚的空氣包圍著，這些空氣被稱為大氣層。空氣可以向水那樣自由的流動(dòng)，同時(shí)它也受重力作用。因此空氣的內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)被稱為大氣壓。1654年格里克在德國(guó)馬德堡作了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，這讓人們對(duì)大氣壓有了深刻的認(rèn)識(shí)，但大氣壓到底有多大人們還不清楚。11年后意大利科學(xué)家托里拆利在一根80厘米長(zhǎng)的細(xì)玻璃管中注滿水銀倒置在盛有水銀的水槽中，發(fā)現(xiàn)玻璃管中的水銀大約下降了4厘米后就不再下降了。這4厘米的空間無(wú)空氣進(jìn)入，是真空。托里拆利據(jù)此推斷大氣的壓強(qiáng)就等于水銀柱的長(zhǎng)度。根據(jù)壓強(qiáng)公式科學(xué)家們準(zhǔn)確地算出了大氣壓在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為x105Pa。大氣壓的變化跟高度有關(guān)。大氣壓是由大氣層受到重力作用而產(chǎn)生的，離地面越高的地方，大氣層就越薄，那里的大氣壓就應(yīng)該越小。不過，由于跟大氣層受到的重力有關(guān)的空氣密度隨高度變化不均勻，因此大氣壓隨高度減小也是不均勻的。大氣壓的變化還跟天氣有關(guān)。在不同時(shí)間，同一地方的大氣壓并不完全相同。我們知道，水蒸氣的密度比空氣密度小，當(dāng)空氣中含有較多水蒸氣時(shí)，空氣密度要變小，大氣壓也隨著降低。一般說來，陰雨天的大氣壓比晴天小，晴天發(fā)現(xiàn)大氣壓突然降低是將下雨的先兆；而連續(xù)下了幾天雨發(fā)現(xiàn)大氣壓變大，可以預(yù)計(jì)即將轉(zhuǎn)晴。另外，大氣壓的變化跟溫度也有關(guān)系。因氣溫升高時(shí)空氣密度變小，所以氣溫高時(shí)大氣壓比氣溫低時(shí)要小些。再說工程大氣壓，工程大氣壓實(shí)際上是為了方便工程中的計(jì)算，以10米水柱作為1個(gè)工程大氣壓（這是我的理解和以前看東西記憶，因?yàn)槭诸^沒有《流體力學(xué)》的書，所以我會(huì)找機(jī)會(huì)把其具體的文字根據(jù)找到）。百度上是這樣解釋的，大氣壓是壓強(qiáng)的一種單位?！皹?biāo)準(zhǔn)大氣壓”的簡(jiǎn)稱。實(shí)用上規(guī)定為760托。工程上為方便起見，規(guī)定1公斤每平方厘米（=托）為壓強(qiáng)單位，稱為“工程大氣壓”或“大氣壓”。但是我覺得這種解釋很有問題，它把工程大氣壓和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓搞成了一個(gè)概念，可實(shí)際兩個(gè)是不同的，兩個(gè)大氣壓是有數(shù)值差距的。周五的時(shí)候還說到一個(gè)單位巴，當(dāng)時(shí)誰(shuí)也說不清其來歷。這次在百度中也找到了答案，“在最近的科學(xué)工作中，為方便起見，有另外將1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓定義為100kPa的，記為1bar。故現(xiàn)在提到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，也可以指1OOkPa?！表槺懔粝乱恍毫挝恢g的換算：1磅力/英寸2（psi）二千帕（kPa）二千克力/厘米2（kg/cm2）=xx（bar）=大氣壓（atm）1物理大氣壓(atm)二千帕(kPa)二磅/英寸2(psi)=巴(bar)1毫米水柱(mmH2O)=xx(Pa)1毫米汞柱(mmHg)=xx(Pa)壓力1xx(bar)=105xx(Pa)1xx(Torr)