Công thức tính áp suất khí quyển và bài tập có lời giải từ A – Z

Trong chuyên mục Vật Lý hôm nay, TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÂM SƠN chia sẻ lý thuyết Áp suất khí quyển là gì?? Ký hiệu, đơn vị đo lường, Công thức áp suất khí quyển và các bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z trong bài viết dưới đây cho các bạn tham khảo

Áp suất khí quyển là gì?

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

Đơn vị đo áp suất khí quyển thường được sử dụng nhất là milimét thủy ngân (mmHg). Thông thường, áp suất khí quyển gần mực nước biển là 760 mmHg.

Để đo áp suất khí quyển, một ống Toryllium được sử dụng:

• Bước 1: Lấy một ống thủy tinh, một đầu bịt kín dài khoảng 1m, cho đầy thủy ngân vào.
• Bước 2: Dùng ngón tay bịt miệng ống lại rồi úp ngược ống.
• Bước 3: Nhúng miệng ống vào chậu thuỷ ngân rồi lấy ngón tay ra khỏi miệng ống, thuỷ ngân trong ống sẽ tụt xuống, còn lại một giờ nữa là thuỷ ngân trong chậu có mặt thoáng.

Công thức tính áp suất khí quyển

Độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Torylin là:

P_kk = d_Hg.H_Hg

Trong đó:

• d_Hg : trọng lượng riêng của thủy ngân = 136000 N / m³
• H_Hg: chiều cao của cột thủy ngân trong ống Toricellium (tính từ bề mặt tự do của thủy ngân trong nồi) (m),
• P_kk: áp suất khí quyển (Pa).

Tham khảo thêm: Công thức tính áp suất chất lỏng và các bài tập có lời giải chính xác 100%

Bài tập tính áp suất khí quyển thường gặp

Ví dụ 1: Một người leo núi mang theo một đồng hồ đo áp suất khí quyển. Vận động viên ở vị trí nào có áp suất khí quyển cao nhất?

A. Trên đỉnh núi

B. Ở sườn núi

C. Dưới chân núi

D. Ở lưng chừng núi

Câu trả lời:

Càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm, áp suất khí quyển càng giảm. Trong 4 điểm nói trên, chân núi có độ cao thấp nhất nên có áp suất khí quyển cao nhất.

Vì vậy ta chọn đáp án C

Ví dụ 2: Hút một lượng không khí trong hộp sữa bằng giấy, ta thấy hộp bị dẹt theo nhiều hướng. Hãy giải thích lý do tại sao.

Phần thưởng:

Khi hút không khí trong hộp ra ngoài thì áp suất của không khí trong hộp nhỏ hơn áp suất bên ngoài nên hộp chịu tác dụng của áp suất không khí từ ngoài vào làm cho hộp bị bẹt ra mọi phương.

Ví dụ 3: Tại sao các nhà du hành vũ trụ khi lên vũ trụ phải mặc một bộ áo giáp?

Phần thưởng

Trong cơ thể con người, và cả trong máu của con người, luôn có không khí.

Áp suất khí trong người luôn bằng áp suất khí quyển. Con người sống trong sự cân bằng giữa áp suất bên trong và bên ngoài cơ thể.

Khi con người bước ra từ phi thuyền vào không gian, áp suất tác dụng lên cơ thể từ bên ngoài là rất nhỏ, có thể xấp xỉ = 0. Con người không thể chịu được sự phá vỡ cân bằng áp suất như vậy và sẽ chết. .

Áo giáp của phi hành gia giữ cho áp suất bên trong áo giáp xấp xỉ bằng áp suất khí quyển bình thường trên mặt đất.

Ví dụ 4: Khi đặt ở vị trí A, cột thuỷ ngân trong ống Torylin có chiều cao là 76cm. Cho biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000N / m³. Khi đó tại vị trí A áp suất khí quyển Paxcan là bao nhiêu?

Câu trả lời:

Trao đổi 76cm = 0.76m

Áp dụng công thức tính áp suất chất lỏng: p = dh

Áp suất khí quyển tại điểm A là:

p = 136000.0,76 = 103360 (N / m²) = 103360 (Pa)

Ví dụ 5: Nếu bạn cao 1,6m và nặng 60 kg thì diện tích da của bạn là 1,6m². Tính áp suất mà khí quyển tác dụng lên bạn ở điều kiện tiêu chuẩn áp suất p = 760 mmHg. Tại sao bạn không thể cảm nhận được tác động của áp suất khí quyển lên cơ thể mình?

Phần thưởng:

Quy đổi: p = 760mmHg = 760. 133,3 = 101308 Pa = 101308 N / m².

Vậy áp suất do khí quyển tác dụng lên người là:

F = pS = 101308.1,6 = 162092,8 (N) »1,6.105 (N).

Với áp suất lớn như vậy, chúng ta không cảm nhận được tác dụng của áp suất này vì bên trong cơ thể còn có không khí nên áp suất tác dụng từ bên ngoài và bên trong cân bằng lẫn nhau.

Ví dụ 6: Người ta làm thí nghiệm Torixenli để đo áp suất khí quyển trên đỉnh ngọn hải đăng. Kết quả xác định được áp suất lúc đó là 95200Pa, biết khối lượng riêng của thủy ngân là 13600kg / m³. Chiều cao của cột thủy ngân trong thí nghiệm là bao nhiêu?

Câu trả lời

Trọng lượng riêng của thủy ngân là:

13600.10 = 136000 (N / m³)

Áp dụng công thức tính áp suất chất lỏng:

p = dh => h = p: d

Chiều cao của cột thủy ngân là:

95200: 136000 = 0,7 (m) = 700 (mm)

Ví dụ 7: Trên mặt hồ, áp suất khí quyển là 75,8cmHg

a) Tính áp suất khí quyển trên theo Pa Cho biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136,10³N / m³.

b) Tính áp suất do nước và khí quyển tác dụng ở độ sâu 5m. Lấy trọng lượng riêng của nước là 10.10³N / m³. Áp suất này là bao nhiêu cmHg?

Phần thưởng

a) p_KQ = dh = 136.103.0,758 = 103088 Pa

b) Áp suất do nước tác dụng ở độ sâu 5m là: p = dh = 10.103,5 = 50 000N / m³

Áp suất do nước và khí quyển tác dụng ở độ sâu 5m:

p = 50 000 + 103 088 = 153 088N / m³ = 112,6cmHg

Trên đây là toàn bộ lý thuyết và công thức tính áp suất khí quyển đã được chúng tôi phân tích chi tiết, giúp các bạn có thể vận dụng làm các bài tập đơn giản và chính xác.