[科普中国]-空气压力

关于空气的知识

空气是我们日常生活中不可缺少的东西它具有很多特性。

空气是指地球大气层中的气体混合，为此，空气属于混合物，它主要由 氮气、氧气、稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡），二氧化碳以及其他物质（如水蒸气、杂质等）组合而成。其中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）的体积分数约为0.934%，二氧化碳的体积分数约为0.034%，其他物质（如水蒸气、杂质等）的体积分数约为0.002%。空气的成分不是固定的，随着高度的改变、气压的改变，空气的组成比例也会改变。但是长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质，直到后来法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出了空气是由氧气和氮气组成的结论。19世纪末，科学家们又通过大量的实验发现，空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。

在0℃及一个标准大气压下（1.013×10^5 Pa）空气密度为1.293g/L 。把气体在0℃和一个标准大气压下的状态称为标准状态，空气在标准状态下可视为理想气体，其摩尔体积为22.4L/ mol。

空气的比热容与温度有关，温度为250K时,空气的定压比热容cp=1.003kJ/(kg*K).，300K时,空气的定压比热容cp=1.005kJ/(kg*K)

空气的相对分子质量是29。

常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅黄色液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是20.95%氧，78.12%氮和0.93%氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。

定义空气压力（又称空气压强）指空气垂直作用在空气微团表面或物体表面单位面积上的力，单位为帕（Pa）。1

性质气体的压力是由于气体分子在不断地运动时冲击到物体表面产件的。气体分子经常不停地运动，我们感觉或者测量到的气体压力就是气体分子的冲击力。假如如在一个瓶子里存在的气体分子越多，那么平均的冲击力也越大。物体表面每单位面积所受到的空气压力称为空气的压强。所以同一瓶子里的气体分子越多，气体的压强就越大。如果气体分子数目不变而温度升高。那么瓶子内的分子运动活跃，速度加大，结果冲击力也加大，气体的压强相应增大。

地球的周围有一层空气——大气。空气的分子非常活跃，由于地球具有很大的吸引力，所以地球表面的空气不会向宇宙空间跑掉。在大气内空气分子的数量越靠近地面越多，越离开地而便越少。在低空，分子数目减少，温度也降低，大气的压强也逐渐减小。

当空气流动时，分子的活动情况就有所不同了，所以气体的压强也有变化。气体流动时，在流动的方向所有的空气分子会有较大的冲击作用，压强也就加大。这种由于气流流动而形成的压强称为动压强。在大风天感到的风力就是空气的动压力。当气体向一个方向流动时，气体分子向其他方向冲击的平均力便相对地减，作用在平行于气流方向的物体表面上的压强称为静压强。这就是说，气体流动时速度越大，动压强便越大而同时静压强越小;反之，速度越小动压强便越小而静压强越大。气体不动时，静压强便最大。这个关系首先是由瑞士数字家伯努利所证明并整理为数学公式，通常称为伯努利定律。2