Bài 9: Áp Suất Khí Quyển

Chương I: Cơ Học – Vật Lý Lớp 8

Bài 9: Áp Suất Khí Quyển

Khi lộn ngược một cốc nước đầy được đậy kín bằng một tờ giấy không thấm nước (hình 9.1) thì nước có chảy ra ngoài không? vì sao?

Nội dung bài học Bài 9: Áp Suất Khí Quyển thuộc Chương I: Cơ Học môn Vật Lý Lớp 8. Bài học giúp bạn giải thích được sự tồn tại của áp suất khí quyển. Giải thích được thí nghiệm Tôrixenli, hiểu được vì sao độ lớn của áp suất khí quyển được tính theo độ cao của cột thuỷ ngân.

I. Sự Tồn Tại Của Áp Suất Khí Quyển

Trái Đất được bao bọc bởi một lớp không khí dày tới hàng ngàn kilômet, gọi là khí quyển. Con người và mọi sinh vật khác trên mặt đất đều đang sống “dưới đáy” của “dại dương không khí” khổng lồ này.

Vì không khí cũng có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao quanh Trái Đất. Áp suất này được gọi là áp suất khí quyển.

Có vô số hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển và áp suất này tác dụng theo mọi phương. Sau đây là một vài ví dụ:

1. Thí nghiệm 1

Hút bớt không khí trong một vỏ hộp đựng sữa bằng giấy, ta thấy vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía (Hình 9.2).

Bài Tập C1 Trang 32 SGK Vật Lý Lớp 8

Hãy giải thích tại sao?

Hình 9.2

2. Thí nghiệm 2: Cắm một ống thủy tinh ngập trong nước, rồi lấy ngón tay bịt kín đầu phía trên và kéo ống ra khỏi nước. (Hình 9.3)

Bài Tập C2 Trang 32 SGK Vật Lý Lớp 8

Nước có chảy ra khỏi ống hay không? Tại sao?

Hình 9.3

Bài Tập C3 Trang 32 SGK Vật Lý Lớp 8

Nếu bỏ ngón tay bịt đầu trên của ống ra thì xảy ra hiện tượng gì? Giải thích tại sao?

3. Thí nghiệm 3

Năm 1654, Ghê rich (1602 – 1678), Thị trưởng thành phố Mác – đơ – buốc của Đức đã làm thì nghiệm sau (Hình 9.4):

Ông lấy hai bán cầu bằng đồng rỗng, đường kính khoảng 30cm, mép được mài nhẵn, úp chặt vào nhau sao cho không khí không lọt vào được. Sau đó ông dùng máy bơm rút không khí bên trong quả cầu rồi đóng khóa van lại.

Người ta phải dùng hai đàn ngựa mỗi đàn tám con mà cũng không kéo được hai bán cầu rời ra.

Bài Tập C4 Trang 33 SGK Vật Lý Lớp 8

Hãy giải thích tại sao?

Hình 9.4

II. Độ Lớn Của Áp Suất Khí Quyển

1. Thí nghiệm Tô-ri-xe-li

Nhà bác học Tô-ri-xe-li (1608 – 1647) người I-ta-li-a là người đầu tiên đo được độ lớn của áp suất khí quyển.

Ông lấy một ống thuỷ tinh dài khoảng 1m, một dầu kín, đổ đầy thuỷ ngân vào. Lấy ngón tay bịt miệng ống rồi quay ngược ống xuống. Sau đó, nhúng chìm miệng ống vào một chậu đựng thuỷ ngân rồi bỏ ngón tay bịt miệng ống ra. Ông nhận thấy thuỷ ngân trong ống tụt xuống, Còn lại khoảng 76cm tính từ mặt thoáng của thuỷ ngân trong chậu (Hình 9.5).

2. Độ lớn của áp suất khí quyển

Hãy tính độ lớn của áp suất khí quyển bằng cách trả lời các câu hỏi sau:

Bài Tập C5 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Các áp suất tác dụng lên A (ở ngoài ống) và lên B (ở trong ống) có bằng nhau không? Tại sao?

Bài Tập C6 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Áp suất tác dụng lên A là áp suất nào? Áp suất tác dụng lên B là áp suất nào?

Bài Tập C7 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Hãy tỉnh áp suất tại B, biết trọng lượng riêng của thuỷ ngân (Hg) là \(\)\(136 000N/m^3\). Từ đó suy ra độ lớn của áp suất khí quyển.

Hình 9.5

Chú ý: Vì áp suất khí quyển bằng áp suất gây ra bởi cột thuỷ ngân trong thí nghiệm Tô-ri-xe-li, nên người ta còn dùng chiều cao của cột thuỷ ngân này để diễn tả độ lớn của áp suất khí quyển. Ví dụ, áp suất khí quyển ở bãi biển Sầm Sơn vào khoảng 76cmHg (760mmHg).

III. Vận Dụng

Bài Tập C8 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài.

“Khi lộn ngược một cốc nước đầy được đậy kín bằng một tờ giấy không thấm nước (H.9.1) thì nước có chảy ra ngoài không? Vì sao?”

Bài Tập C9 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Nêu ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển.

Bài Tập C10 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Nói áp suất khí quyển bằng 76cmHg có nghĩa là thế nào? Tính áp suất này ra \(N/m^2\).

Bài Tập C11 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Trong thí nghiệm của Tô-ri-xe-li, giả sử không dùng thùy ngân mà dùng nước thì cột nước trong ống cao bao nhiêu? Ống Tô-ri-xe-li phải dài ít nhất là bao nhiêu?

Bài Tập C12 Trang 34 SGK Vật Lý Lớp 8

Tại sao không thể tính trực tiếp áp suất khí quyển bằng công thức p = d.h?

Kiến Thức Trọng Tâm

1. Khí quyển

Trái Đất được bao bọc bởi một lớp không khí dày hàng ngàn km được gọi là khí quyển. Mật độ không khí giảm nhanh theo độ cao tính từ mặt Đất.

2. Áp suất khí quyển

Vì không khí có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao quanh Trái đất theo mọi phương. Áp suất đó được gọi là áp suất khí quyển.

– Áp suất giảm không tuyến tính theo độ cao.

– Áp suất khí quyển trung bình ở mực nước biển bằng:

\(P_0 = 101300Pa\)

– Áp suất khí quyển ở mực nước biển bằng áp suất của cột thủy ngân cao 76cm trong ống Tôrixenli.

3. Đơn vị đó áo suất khí quyển

1 atmôtphe = 76cmHg = 101300Pa

Tích hợp môi trường:

– Khi lên cao áp suất khí quyển giảm. Ở áp suất thấp, lượng Oxi trong máu giảm, ảnh hưởng đến sự sống con người và động vật. Khi xuống các hầm sâu, áp suất khí quyển tăng gây ra các áp lực chèn lên các phế nang của phổi và màng nhĩ, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

* Biện pháp: Để bảo vệ sức khỏe cần tránh thay đổi áp suất đột ngột, tại những nơi áp suất quá cao hoặc quá thấp phải mang theo bình Oxi.

Có thể bạn biết rồi

– Càng lên cao không khí càng loãng nên áp suất khí quyển càng giảm. Với những độ cao không lớn lắm thì cứ lên cao 12m, áp suất khí quyển lại giảm khoảng 1mmHg. Bảng 9.1 là ví dụ về mối liên hệ giữa độ cao và áp suất khí quyển. Dựa vào mối liên hệ giữa độ cao và áp suất khí quyển, người ta chế tạo ra một loại dụng cụ đo áp suất khí quyển để suy ra chiều cao gọi là “cao kế”. Cao kế được dùng khi leo núi, trong máy bay. trong các khí cầu…

– Áp suất khí quyển tại một nơi thay đổi theo thời gian và những thay đổi này ảnh hướng tới thời tiết của nơi đó.

Các trạm khí tượng được trang bị các máy tự động ghi áp suất của khí quyển sau những khoảng thời gian xác định. Bảng 9.2 là các số liệu do trạm khí tượng Láng (Hà Nội) ghi được vào ngày 22-6-2003.

Bảng 9.1

Bảng 9.2

Ở trên là nội dung Bài 9: Áp Suất Khí Quyển thuộc Chương I: Cơ Học môn Vật Lý Lớp 8. Bài học giúp bạn giải thích được sự tồn tại của áp suất khí quyển. Giải thích được thí nghiệm Tôrixenli, hiểu được vì sao độ lớn của áp suất khí quyển được tính theo độ cao của cột thuỷ ngân. Chúc các bạn học tốt Vật Lý Lớp 8.