由于空气具有流动性和重力,空气内部向各个方向都有压强,这种压强称为大气压强,简称大气压或气压。[2] 这是从宏观上理解大气压强。而从微观上,可以认为大气压强是大气分子对地面或对某一平面无规则的碰撞引起的。下面的实验证明了大气压强的存在。
实验一:马德堡半球实验
1654年,在德国马德堡市的广场上,曾经做过一个著名的马德堡半球实验,人们把两个铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两只马队向相反的方向拉两个半球,当两侧的马匹达到16匹时,才将半球拉开,并发出巨大的响声。[3]
实验二:覆杯实验
在一个透明杯子中装满水,并在杯口覆盖一张纸片确保纸片紧贴杯口,然后快速将水杯旋转一定的角度,发现纸片并没有掉下来。
对纸片进行受力分析:纸片受竖直向下的重力作用,受水向下的压力作用,却没有下落,那么必须受向上的力的作用。这个向上的力的施力物体只能是空气,因此空气也有压强。若将杯子倾斜不同位置,纸片同样不会掉下来,水不会流出来,这说明空气朝各个方向都有压强。[2]
覆杯实验
实验三:瓶“吞”鸡蛋
将一个剥壳了的熟鸡蛋放在一个广口瓶的杯口(杯口略小于鸡蛋),鸡蛋不会掉入杯中,再将一小块点燃的酒精棉放入广口瓶中,并将鸡蛋放在瓶口,静置一段时间发现鸡蛋被逐渐吸入瓶中。
这样的现象是因为酒精棉的燃烧消耗了瓶中的部分氧气,并且燃烧放热导致空气膨胀流出瓶子,瓶子被鸡蛋封闭后,火焰熄灭,内部空气冷却收缩,导致气压减小,内部的气压小于外界的大气压强,从而使鸡蛋被大气压压入瓶中。[2]
瓶“吞”鸡蛋
当温度为0℃(273.15K)时,在重力加速度为980.655cm/s2处(即在地球纬度为45°的海平面上),使用水银的密度为13.5951g/cm3,则760mm高的水银柱所产生的压强为1标准大气压。
真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度,是真空泵、微型真空泵、微型气泵、微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备的一个主要参数。若所测设备内的压强低于大气压强,其压力测量需要直空表。从真空表所读得的教值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际教值低于大气压强的教值,即:真空度=大气压强-绝对压强,绝对压强=大气压+表压(-真空度)。
所谓“真空”,是指在给定的空间内,压强低于101325Pa(也即一个标准大气压强约101KPa)的气体状态,
在真空状态下,气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示,显然,该压力值越小则表示气体越稀薄。