Áp suất khí quyển là gì? Công thức tính áp suất khí quyển

Chu Văn An

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

Áp suất khí quyển là kiến ​​thức được đưa vào chương trình vật lý lớp 8. Vậy áp suất khí quyển là gì và công thức tính như thế nào? Hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

1. Áp suất khí quyển là gì?

Áp suất khí quyển là áp suất được hình thành bởi bầu khí quyển xung quanh trái đất. Áp suất phụ thuộc vào nhiệt độ và không khí tại 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 khí quyển ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của con người và hoạt động sống của các sinh vật trên mặt đất hoặc dưới đại dương. Ngay cả thời tiết cũng bị ảnh hưởng một phần bởi áp lực này.

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

2. Áp suất khí quyển là gì?

Áp suất khí quyển ở mặt đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm độ cao so với mực nước biển, thời tiết và điều kiện địa hình. Trong điều kiện tiêu chuẩn, áp suất khí quyển trung bình ở mực nước biển vào khoảng 101,3 kilopascal (kPa), tương đương 1 atm (atm) hoặc 760 mm thủy ngân (mmHg). Tuy nhiên, giá trị này có thể thay đổi tùy theo độ cao và điều kiện thời tiết.

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

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

3.1. Hiện tượng bơm chân không

Khi bạn sử dụng máy bơm chân không để hút không khí ra khỏi lọ kín. Lực hút bên trong do không khí bên trong bình tạo ra giảm đi. Lúc này các nguyên liệu khác sẽ được kéo vào bên trong bình. Nếu không có áp suất khí quyển, hiện tượng này sẽ không thể xảy ra.

3.2. Sự tồn tại của lực đẩy Ac-si-mét

Lực đẩy này giải thích thêm tại sao một vật nhẹ có thể nổi trên mặt nước. Nguyên nhân là do áp suất khí quyển phía trên mặt nước làm cho áp suất bên dưới vật tăng lên.

3.3. Một số ví dụ khác

• Khi lặn dưới nước, thợ lặn có thể tính toán độ sâu của vị trí của họ dựa trên sự gia tăng áp suất khí quyển.
• Khi leo núi, độ cao càng cao, áp suất khí quyển càng thấp nên con người sẽ cảm thấy khó thở hơn và phải hít thở sâu để lấy đủ oxy cho cơ thể.
• Cá sấu có thể dựa vào sự thay đổi áp suất khí quyển để dự đoán thời tiết sắp tới. Áp suất khí quyển giảm đột ngột là dấu hiệu cho thấy một cơn mưa lớn sắp đến. Lúc đó chúng sẽ tìm nơi trú ẩn để tránh bão.
• Bầu khí quyển được kéo lên cao hơn khi bão đến, khiến áp suất trên mặt đất giảm xuống. Điều này gây ra các hiện tượng như mưa lớn, gió mạnh, sóng biển dâng cao…

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

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

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

• Ông dùng một ống thủy tinh dài 1m bịt ​​kín một đầu. Đổ thủy ngân vào trong và dùng ngón tay bịt kín ống.
• Lật ngược ống và nhúng miệng ống vào bể thủy ngân. Khi rút ngón tay ra khỏi miệng ống, thủy ngân giảm xuống còn khoảng 76 cm.

Từ thí nghiệm trên rút ra nhận xét sau:

• Áp suất khí quyển là áp suất tác dụng lên A, áp suất do cột thủy ngân cao 76cm tạo ra là áp suất tác dụng lên B.
• Áp suất tác dụng lên A và B là tương đương nhau vì cả hai đều ở trong chất lỏng trên cùng 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 được giới thiệu khá chi tiết. Cụ thể công thức là: P = F/S

Trong đó:

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

Áp suất khí quyển thay đổi tùy theo vị trí. Vì vậy, công thức tính áp suất này hiếm khi chính xác.

6. Đơn vị áp suất khí quyển

Đơn vị đo áp suất khí quyển thường được sử dụng 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 biết cách chuyển đổi giá trị áp suất 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 hoàn toàn khác 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 khí quyển thay đổi theo thời gian ở một vị trí nhất định. Khi đó, thời tiết sẽ bị ảnh hưởng tương ứng.
• Trong thí nghiệm Tori celium, áp suất khí quyển được đo bằng mmHg, đo bằng áp suất thủy ngân.
• Áp suất của khí quyển trên mực nước biển trung bình là 101.300Pa. Tuy nhiên, cứ lên cao 12m, không khí trở nên loãng hơn và áp suất khí quyển giảm khoảng 1mmHg.
• Áp suất khí quyển sẽ thay đổi khi di chuyển trên máy bay. Ngay cả khi có áp suất bên trong máy bay, nếu bạn bay lên một độ cao nhất định, áp suất vẫn sẽ giảm. Khi máy bay hạ cánh, áp suất này sẽ tăng lên và sự thay đổi thường diễn ra nhanh chóng trong thời gian rất ngắn.
• Áp suất của bất kỳ bầu khí quyển bề mặt nào trên Trái đất đều tỷ lệ thuận với không khí. Áp suất này được tính trung bình ở mức 985 hPa. Trong khi áp suất trung bình ở mực nước biển là 1.013,25 hPa, hay 1 atm.
• Độ lớn của áp suất khí quyển thay đổi theo độ cao so với bề mặt Trái đất. Mực nước biển có áp suất cao hơn ở vùng núi.

8. Một số câu hỏi thường gặp

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

Áp suất khí quyển tác dụng theo mọi hướng

(2) Áp suất khí quyển có phải là do?

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

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

Khi độ cao tăng lên, áp suất khí quyển giảm

(4) Áp suất khí quyển có đặc điểm gì?

• Áp suất khí quyển là một lực tác dụng như nhau theo mọi hướng.
• Sự thay đổi áp suất khí quyển phụ thuộc vào nhiều 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 vì không khí trở nên loãng hơn. Một quy tắc thường được sử dụng là cứ lên cao 12 mét thì áp suất khí quyển giảm 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 trong bài viết trên. Hy vọng thông tin này sẽ giúp bạn.