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第4节 大气压与人类生活
联想情景导入
你注意收听过天气预报吗？你注意过大风天气来临的时候当地气压的变化吗？你注意过自己在晴天和阴天的不同感受吗？你知道生活在平原地区的人进入青藏高原为什么会产生头晕、头痛、耳鸣甚至会感到恶心吗？你听说过在高山上用普通的锅难以将饭烧熟吗？人们又是用什么办法解决这一问题的呢？你知道吸尘器的工作原理吗？这些都与大气压有着密切的关系。
重点知识详解
一、大气压对天气的影响
1． 大气压的变化：在同一高度，不同区域的大气压不一定相同。在同一地点，大气压也不是固定不变的。
2． 高压区和低压区：在相同高度上，气压高的区域叫做高压区。气压低的区域叫做低压区。
3． 大气压对天气的影响：高压区中心的空气从上往下流动。天气晴朗。空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动。天空多云，常形成阴雨天气。
二、大气压对人体的影响
1． 大气压的变化对人体会有一定的影响。如：人在晴朗的天气一般心情较舒畅，而在阴雨天往往感到疲倦和心情不宁，这跟晴天和阴雨天大气压高低有关。
2． 正常情况下，人体内外受到的压强是相等的。当外部大气压变化时，人体有一个逐步适应的过程。
3． 生产、生活、科学领域中大气压的应用。
(1) 中医的拔罐疗法。
(2) 飞机在高空飞行时，机舱内要增压。
(3) 宇航员在太空行走时必须穿上宇航服。
三、气压对液体沸点的影响
实验操作及现象：用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，再用注射器缓缓地向烧瓶内充气，使瓶内的气压增大，烧瓶中的水停止沸腾，移动酒精灯，待水温稍降一些，用注射器抽出烧瓶里的空气，使瓶内的气压降低，这时烧瓶中的水又重新沸腾。
实验结论：液体的沸点与气压的大小有关，当气压增大时，液体的沸点会升高；当气压减小时，液体的沸点会降低。
四、生活用品与大气压
真空压缩保存袋、吸尘器都是利用大气压工作的生活用品。
精典例题解析
[例1] 高压锅煮牛肉时，牛肉容易烂，其原因是 ( )
A．高压锅内压力较大，牛肉被压烂
B．高压锅内水温较高，牛肉在高温下易煮烂
C．高压锅内压强较大，牛肉易膨胀变烂
D．以上说法都是错误的
[解析] 高压锅的锅盖密闭，锅内气压增大。锅内水的沸点高于l00℃，因而水温将高于通常烧煮时的温度，牛肉的分解煮烂的程度直接与温度高低有关，温度越高，越容易烂。
[答案] B
[例2] 如图所示，烧瓶中的水停止沸腾后，若从烧瓶中往外抽气，会看到水又沸腾起来。这是由于 ( )
A. 气压升高，水温升高 B. 气压降低，水温升高
C. 气压降低，水的沸点降低 D.气压升高，水的沸点降低
[解析] 从密闭烧瓶中往外抽气时可使瓶内气压降低，而沸点的高低与大气压有关，如果气压降低，沸点就降低，所以停止沸腾的水又重新沸腾。
[答案] C
[例3] 在海拔几千米的高原上煮鸡蛋，水沸腾了很长时间，鸡蛋总是不熟，其原因是( )
A. 大气压强小，水的沸点低 B. 高原上气压太低了
C. 炉火的温度低 D. 水沸腾的时间太长了
[解析] 离地面越高，大气压强越小。一切液体的沸点，随气压减小而降低，气压增大而升高。大气压随着高度增加而减小，所以水的沸点随高度增加而降低。海拔1千米处约为97℃，3千米处约为91℃，6千米处约为80℃，9千米处约为70℃。在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶大约在72℃水就沸腾了。
[答案] A
[例4] 找一个水杯或玻璃罐头瓶，一块旧棉布，把棉布湿水后，迭成几层，放在桌面上，然后给瓶里放上一团棉花，用火燃着，不等火熄灭，就赶快把瓶子扣在湿布上，瓶子就把布吸住了。请你用大气压强的有关原理解释。
[解析] 这是因为瓶里的空气，有一部分受热膨胀后跑掉了，瓶子扣在湿布上以后·里边空气很快凉下来，瓶里空气的压强小于外面空气的压强，在里外压力差的作用下，湿布就好像被一只无形的手按住一样，掉不下来了。拔火罐就利用了这个道理。拔过火罐的人都会感觉到，在罐口处有一股向上拔的劲，就是这股劲促进机体的新胨代谢，达到一定的治疗目的。
[答案] 见解析
[例5] 高压锅锅盖的面积约为450厘米 ，若高压锅的排气孔的内径为3毫米，测得限压阀质量为70克，求此时锅盖能承受的最大压力。(设外界的大气压为1.Ol×l05帕。g取10N／kg)
[解析] 如图为高压锅的实物图和结构图；由于高压锅内气体被封闭，锅内外气体之间存在着压强差，因而锅盖上承受着很大的压力，高压锅上的限压阀是当锅内压强达到限定值时为保证安全而设置的一个装置。当锅内压强超过一定数值时，限压阀被抬起，放出部分气体，降低锅内气体压强。求解这道题的关键就是要考虑到最大压强差指的是锅内气体通过限压排气孔对限压阀的压力P内S与限压阀所受重力mg及大气压对限压阀的压力P0S平衡时，锅内气压P内与外界大气压P0的差，而锅盖能承受的最大压力就是指这个压强差对锅盖产生的压力。如右上图设锅内气压为P内，大气压强为P0，当限压阀刚被抬起向外喷气时，有：
P内S = P0S + mg ，
所以锅内外最大压强差为△P = P内一P0 = mg/S = 0.99×105Pa
锅盖与锅的接口处承受的最大压力为
F = △P ·S盖 = 0.99×105Pa×0.045m = 4.455×10 N
[答案] 锅盖能承受的最大压力为4.455×10 N
[例6] 在制糖工业中，要用沸腾的办法除去糖汁中的水分；为了使糖汁在沸腾时不致变质，沸腾的温度要低于100℃；因此必须采取的技术措施是 ( )
A．减小火力 B．加大火力
C．减小糖汁液面上的气压 D．增大糖汁液面上的气压
[解析] 一般来说，不同的液体其沸点是不同的；对某种液体来说，其沸点不是固定不变的，液体的沸点是随液面上气压的大小而改变的，即随液面上气压的减小而降低。水在一个标准大气压下的沸点是lOO℃，只要减小糖汁液面上的气压，就可使糖汁的沸点l00℃。A、B、D项都不可取；C项是正确的。
[答案] C
[例7] 把灌满水的酒瓶倒立于水中，如图所示，问此时水会不会从瓶口流出？如果在瓶底开一个小孔，又会出现什么现象？请解释。(设外界大气压为76cmHg)
[解析] 压强为76cmHg相于于10.34cmHg高水柱产生的压强。普通酒瓶高度有限，所以装满水的酒瓶倒立于水中时，水不会流出来。如果在瓶底上开一个小孔，那么瓶中的水会下降，直到瓶内外水面相平为止。
[答案] 见解析
实践创新应用
1．下图是家用煤气灶灶头的示意图，使用时打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是 ( )
A．进口处煤气流速小，压强大于大气压强
B．进口处煤气流速小，压强小于大气压强
C．进口处煤气流速大，压强大于大气压强
D．进口处煤气流速大，压强大于大气压强
2．将一装有水的烧瓶加热至水沸腾后，把烧瓶移离火焰，水停止沸腾，迅速塞上瓶塞后倒置，再向瓶底浇冷水(如图所示)，烧瓶中会立刻产生大量气泡，原因是 ( )
A．瓶中的水发生了化学反应，产生了气体
B．瓶中气压不变，水的沸点降低，水沸腾了
C．瓶中气压增大，水的沸点降低，水沸腾了
D．瓶中气压减小，水的沸点降低，水沸腾了
3．下列过程中没有利用大气压的是 ( )
4．内地青年应征人伍赴藏后，刚到达青藏高原时常会头晕、头痛、耳鸣，有的甚至恶心呕吐，其主要原因是 ( )
A．高原上气温偏低，经常下雪 B．高原上空气稀薄，气压偏低
C．高原上大气中二氧化碳含量较多 D．高原上道路崎岖，人体能量消耗过多
5．如图所示为四个描述离心泵工作原理的示意图，其中正确的是 ( )
6．下列实验不能说明大气压存在的是 ( )
7．肺与外界的气体交换是通过呼吸运动实现的。当胸廓容积扩大时其内压强与大气压的关系是 ( )
A．大于大气压 B．等于大气压
C．小于大气压 D．先大于大气压，后小于大气压
8．想像一下，如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大，则不会出现的情况是( )
A．飞机翅膀的截面形状应该反过来 B．两艘并列同向行驶的船只不会相撞
C．地铁、火车站的站台安全线不必设置 D．喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来
9．如图所示，下列四种情况中能使试管中的水沸腾的是 ( )
A．充分给烧杯加热
B．给试管加密封盖子
C．给烧杯加密封盖子
D．将试管倒插入水中
10．使用高压锅来煮食物时，它能够 ( )
A．减小锅内压强，降低沸点
B．减小锅内压强，升高沸点
C．增大锅内压强，降低沸点
D．增大锅内压强，升高沸点
11．医生为病人打针前，先把针管里的活塞推到底端，然后把针头插入药液中，提起活塞，药液在__________力的作用下进入针管里。
12．请你观察如图所示的现象,从中可知北京当时的大气压值_________一个标准大气压(填“大于”“等于”或“小于”)，速个现象可以间接说明大气压随高度增加而________(填“增大”“不变”或“减小”)。
13．如图是某学习小组同学在探究性学习中雠的小实验，请回答
用双手分别章着两张纸条的一端，使它们垂挂在胸前。沿两张纸的中间向下吹气时，看到两张纸条向中间靠拢。对这一现象合理的解释是：__________ (选填“A”或“B”)
A．气体流速越大，气压越大
B．两纸条中间的气压小于纸外侧的气压
14．如图所示，是喷雾器的原理示意图。当空气从小孔迅速流出时，小孔附近空气的流速较大，压强_________，容器里液面上方的空气压强__________，液体就沿着细管上升，从管口流出后，受气流的冲击，被喷成募状。
15．根据“研究液体沸点与气压关系”的实验，回答下列问题：
(1)用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，如图甲所示，在水沸腾过程中，温度计的示数________ (填“变大”“变小”或“不变”)，此温度即为水的__________。水沸腾时看到瓶口周围有大量的“白气”，在“白气”形成过程中，发生的物态变化是______和______。
(2)待水沸腾后，移去酒精灯，水停止沸腾。过一会儿，将注射器接到烧瓶口上，如图乙所示，然后向外拉注射器活塞，会看到的现象是________________________。此实验说明___________________。
(3)如下左图是一种醋壶，它的盖上有两个小孔，使用时如果用手指按住其中一个小孔，醋就不易从另一孔中倒出来；放开手指，就很容易把醋倒出来。这一设计应用了________的原理。
(4)用如上右图所示的装置给烧瓶中的水加热，烧瓶中的水沸腾后就移去酒精灯，水停止沸腾，请你写出一个不用加热而又能使水重新沸腾的方法___________________，该方法的依据是__________________________。
参考答案
1．D 2．D 3．B 4．B 5．D 6．D 7．C 8．C 9．C l0．D
ll．大气压
l2．等于 减小
13．B
l4．较小 较大
15．(1)不变 沸点 汽化 液化 (2)水继续沸腾 液体上方气体压强降低，沸点降低 (3)大气压 (4)将烧瓶倒置，浇冷水减小烧瓶内气压，降低沸点
课后练习答案
1．低 高
2．这是因为飞机的位置升高后，机舱内的气压会降低，这使耳膜两边受到的压强不能平衡，从而使人产生一种不舒适的感觉
3．当往外拉针筒时，针筒内的压强会变小，从而使针筒内水的沸点变低，于是原来没有沸腾的水会沸腾起来。
4．将盛放糖的容器放在热水浴中，通过热水对容器进行加热，并且降低糖锅内的气压。
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