Áp suất khí quyển là gì? Công thức, Đơn vị, Đặc điểm

Chúng ta thường nghe về khái niệm áp suất và áp suất khí quyển thông qua giảng dạy hoặc trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng có hiểu biết sâu sắc về định nghĩa của áp suất, áp suất khí quyển, và các vấn đề cơ bản liên quan đến chúng. Qua bài viết này, chúng tôi sẽ cùng bạn khám phá sâu hơn về những khái niệm này, đồng thời cung cấp thông tin và kiến thức để hỗ trợ công việc và học tập của bạn khi cần.

Áp suất khí quyển là kiến thức đã được giới thiệu trong chương trình vật lý lớp 8.. Vậy áp suất của khí quyển là gì và công thức tính như thế nào? Các bạn hãy cùng VietChem tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

1. Áp suất khí quyển là gì?

Áp suất khí quyển là loại áp suất hình thành bởi khí quyển bao quanh trái đất. Áp suất phụ thuộc vào nhiệt độ, không khí ở từng vị trí trên bề mặt trái đất. Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm. Ngược lại, càng xuống thấp áp suất khí quyển càng tăng.

Áp suất của khí quyển ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của con người, hoạt động sống của các sinh vật trên mặt đất hay dưới lòng đại dương. Thậm chí, thời tiết cũng chịu ảnh hưởng một phần bởi áp suất này.

Hình 1: Áp suất khí quyển hình thành bởi khí quyển bao quanh trái đất

2. Áp suất khí quyển bằng bao nhiêu

Áp suất khí quyển tại mặt đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm độ cao trên mực nước biển, thời tiết, và điều kiện địa hình. Trong điều kiện tiêu chuẩn, áp suất khí quyển trung bình tại mực nước biển khoảng 101.3 kilopascal (kPa), tương đương với 1 atmosphere (atm) hoặc 760 mm thủy ngân (mmHg). Tuy nhiên, giá trị này có thể thay đổi theo độ cao và điều kiện thời tiết.

3. Chứng minh sự tồn tại áp suất của khí quyển

Áp suất khí quyển tồn tại quanh ta. Ví dụ về áp suất khí quyển như sau:

3.1. Hiện tượng bơm hút chân không

Khi bạn dùng một chiếc bơm hút chân không để hút không khí ra khỏi một chiếc bình kín. Lực hút bên trong được tạo thành bởi không khí bên trong bình giảm. Lúc này, các vật liệu khác sẽ bị kéo vào bên trong bình. Nếu không có áp suất khí quyển thì không thể có hiện tượng này.

3.2. Sự tồn tại của lực đẩy Ac - si - mét

Lực đẩy này giải thích rõ hơn về vấn đề vì sao một vật thể nhẹ có thể nổi lên trên bề mặt nước. Nguyên nhân là do áp suất khí quyển ở trên bề mặt của nước làm cho áp suất bên dưới vật thể tăng lên.

3.3. Một số ví dụ khác

• Khi lặn xuống dưới biển, các nhà lặn có thể tính toán được vị trí của họ ở độ sâu bao nhiêu dựa vào sự tăng lên của áp suất khí quyển.
• Khi leo núi, càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm nên con người sẽ càng cảm thấy khó thở và phải hít thở sâu để cơ thể có đủ oxy.
• Cá sấu có thể dựa vào sự thay đổi của áp suất trong khí quyển để dự đoán được thời tiết sắp tới. Sự giảm đột ngột của áp suất của khí quyển chính là dấu hiệu cho thấy sắp có một trận mưa to. Khi đó, chúng sẽ đi tìm nơi trú ẩn để tránh mưa bão.
• Khí quyển được kéo cao hơn khi bão đến làm cho áp suất ở mặt đất giảm xuống. Chính điều này làm xuất hiện các hiện tượng như mưa lớn, gió mạnh, sóng biển dâng cao…

Hình 2: Dựa vào sự tăng lên áp suất của khí quyển để tính toán độ sâu khi lặn biển

4. Áp suất khí quyển theo thí nghiệm Tô Ri Xe Li

Tô Ri Xe Li là nhà bác học đã phát minh ra sự tồn tại của áp suất của khí quyển. Cụ thể thí nghiệm của ông như sau:

• Ông dùng một ống thủy tinh dài 1m với 1 đầu được bịt kín. Đổ thủy ngân vào bên trong rồi dùng ngón tay bịt kín ống lại.
• Tiến hành quay ngược ống rồi nhúng chìm phần miệng ống vào chậu thủy ngân. Khi bỏ ngón tay khỏi miệng ống, thủy ngân bị tụt xuống còn khoảng 76cm.

Từ thí nghiệm trên, có nhận xét như sau:

• Áp suất khí quyển là áp suất tác dụng lên A, áp suất tạo bởi cột thủy ngân cao 76cm là áp suất tác dụng lên B.
• Áp suất tác dụng lên A và B tương đương nhau bởi chúng cùng nằm trong chất lỏng trên một mặt phẳng nằm ngang.

Hình 3: Áp suất khí quyển theo thí nghiệm Tô Ri Xe Li

5. Công thức tính áp suất khí quyển

Công thức tính áp suất khí quyển lớp 8 đã giới thiệu khá chi tiết. Cụ thể công thức là: P = F/S

Trong đó:

• F có đơn vị là N. Đây chính là lực tác động lên bề mặt ép.
• S có đơn vị là mét vuông. S là diện tích của bề mặt bị ép.
• P có đơn vị là N/m2. P là áp suất khí quyển.

Áp suất khí quyển có sự thay đổi tùy từng vị trí nhất định. Vì thế, công thức tính áp suất này ít khi chính xác.

6. Đơn vị của áp suất khí quyển

Đơn vị áp suất khí quyển được dùng phổ biến là mmHg. Ngoài ra, áp suất khí quyển còn có nhiều đơn vị đo khác như: Pa, N/m2, Psi, Bar...

Trong một số trường hợp, cần phải biết cách quy đổi giá trị áp suất của khí quyển. Cụ thể như sau:

• 1 atm = 101300 Pa = 76 cmHg
• 1 mmHg = 136 N/m2
• 1 Pa = 760 mmHg = 1 N/m2 = 10 - 5 Bar

7. Lưu ý về áp suất khí quyển

Áp suất khí quyển có sự khác biệt hoàn toàn với áp suất của chất lỏng và chất rắn. Một số thông tin cần lưu ý về loại áp suất này như sau:

• Áp suất của khí quyển có sự thay đổi theo thời gian ở một địa điểm nhất định. Khi đó, thời tiết sẽ bị ảnh hưởng theo.
• Trong thí nghiệm Tô ri xen li, tính áp suất khí quyển có đơn vị là mmHg được đo bằng áp suất thủy ngân.
• Áp suất của khí quyển so với mực nước biển trung bình là 101.300Pa. Tuy nhiên, cứ lên cao khoảng 12m thì không khí càng loãng và áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg.
• Áp suất của khí quyển sẽ bị thay đổi khi đi trên máy bay. Ngay cả khi bên trong máy bay đã có áp suất nhưng nếu bay lên tới độ cao nhất định thì áp lực vẫn giảm. Máy bay hạ cánh thì áp lực này sẽ tăng lên và sự thay đổi thường diễn ra nhanh trong thời gian rất ngắn.
• Áp suất của khí quyển bề mặt bất kỳ trên Trái Đất tỷ lệ thuận với không khí. Áp suất này được tình trung bình là 985 hPa. Trong khi áp suất trung bình ở mặt nước biển là 1.013,25 hPa, hoặc 1 atmosphere.
• Độ lớn của áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao trên bề mặt Trái Đất. Mực nước biển có khí áp cao hơn ở vùng núi.

8. Một số câu hỏi thường gặp

(1) Áp suất khí quyển tác dụng theo phương nào?

Áp suất khí quyển tác dụng lên mọi phương

(2) Áp suất khí quyển có được là do?

Do không khí có trọng lượng nên Trái Đất và tất cả 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

(3) Áp suất khí quyển thay đổi như thế nào?

Khi độ cao tăng thì áp suất khí quyển giảm

(4) Nêu đặc điểm của áp suất khí quyển?

• Áp suất khí quyển là một lực tác động đều theo mọi hướng.
• Sự biến đổi của áp suất khí quyển phụ thuộc vào một loạt yếu tố, bao gồm nhiệt độ, hướng gió, độ cao và nhiều yếu tố khác.
• Khi chúng ta tăng độ cao, áp suất khí quyển giảm do không khí trở nên mỏng. Một quy tắc thường được sử dụng là mỗi 12 mét tăng cao, áp suất khí quyển giảm đi khoảng 1 mmHg.
• Áp suất khí quyển thay đổi liên tục theo thời gian tại một địa điểm cụ thể và những biến đổi này có ảnh hưởng lớn đến thời tiết của khu vực đó.

Thông tin về áp suất khí quyển và công thức tính đã được phân tích khá chi tiết ở bài viết trên. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn.