谈大气压强随海拔高度的变化_武九续.pdf

谈大气压强随海拔高度的变化 天津河 西 区教研室 特级教 师 武九续 中学物理课本在谈及大气压强随海拔高度变化 时 一般都给出这样一个简便的计算方法 在海 拔2千米以内 可以近似地认为每升高1 2米 大气 压强降低 1毫米汞柱 本文拟对这一规律的来 由做 以探讨 供教学参考 普通物理学关于大气压强 随海 拔高度变化的规 律 推证为 I p o e 一 卜gH 1RT 其中 e为 自然对数的底 卜为空气的摩尔质量 g为 重力加速度 R为摩尔气体 量 T为空气的热 力 学温度 H为海拨高度 P 为H 0 时的大气压 强 P为H 时的大气压强 如果已测 出大气压强 P 则由以上方程可求得 海 拔高度H为 2 9x 1 0 一a千克 摩尔 g 取为9 8米 秒名 T取 为 2 7 3开 且假定g T不随海拔的高度发 生变化 则P P 与 H对应情况为 p l p I J 7 6 0毫米汞柱75 9 毫米汞柱 1 0 3 8米 7 2 毫米汞柱71 9 毫米汞柱 1 1 1 8米 68 0 毫米汞柱 67 9 毫米汞柱 n 9 8米 640毫米汞柱63 9毫米汞柱 12 7 了米 60 0毫米汞柱 5 9 9毫米汞柱13 57米 In P In I n P InP P 一 协gH R T 一 卜gH R T H 卫兰 z P 一 z P 卜g RT P 11 一 It 卜g P 这样 H l 海拔高度的增量 H HZ一 H 为 RT 林g 1 里旦 一一 P z H RT 卜g P P名 H RT 林g P R T 协g 现在 以P 取 为7 6 毫米汞柱 并按4 0毫米 禾柱递减为各 P l 量 计算出各 P 量减少1毫米 汞柱为P 量时一些海拨高度增量 H 作以研究 计算时 R取为8 3 1焦耳 摩尔 开 协取为 5 6 毫米汞柱 5 5 9毫米汞柱 1 4 3 7米 5 2 0毫米汞柱51 9 毫米汞柱 15 97米 4 80毫米汞柱 47 9 毫米汞柱 1 6 7 6米 4 4 0毫米汞柱43 9 毫米汞柱 18 3 6米 4 0 毫米汞柱 3 9 9毫米汞柱19 96米 分析以上方程和计算结果 不难看出 大气压 强随海拔高度成指 数函数变化 或海拔高度随大气 压强成对数函数变化 海拔高度越高 大气压 强减少 的越多 这样 当大气压强以 1 毫米汞柱的压强递 次减小时 海拨高度的增量必是不均匀的增高 但 是 若以60 0毫米汞柱大气压强为限 由海平面大 气压强递次按1毫米汞柱的压强减少时 连续各海 拔高度增量 的差值约在 0 2米以内 且各海拔高度 增量与海拔高度增量平均值一1 1 9 8米的差最大 不超过1 6米 6 0 毫米汞柱大气压强 其对应的海 拔高度为1886米 海拔2000米的大气压为59 1 6 毫米汞柱 因为以上方程是适 用于理想气体 计算时海平 面的空气又是取为标准状况 所以 在考虑各种实际 情况 以及在海拔2 米 为大气层海拔高度的百 分之一 之内重力加速度g 热力学温度 T变化 甚 微