Bài 9: Áp suất khí quyển (Vật lý 8 học kì 1)

0
1371
bai-9-ap-suat-khi-quyen-thumbnail

Trong bài viết này, HOCMAI muốn gửi tới các em học sinh khối 8 bài Bài 9: Áp suất khí quyển nằm trong chương trình Vật lý 8. Kiến thức cho dưới đây rất thú vị, giúp cho các em hiểu rõ hơn về bầu khí quyển của Trái Đất. Các em có tò mò không nào? Chúng ta cùng vào bài thôi nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ 8 BÀI 9: ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

I – SỰ TỒN TẠI CỦA ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

Trái Đất luôn được bao bọc bởi một lớp không khí dày đặc lên tới hàng ngàn kilômét, đó gọi là khí quyển.

Con người cũng như mọi sinh vật khác sinh sống trên mặt đất đều đang sống “dưới đáy” của “đại dương không khí” khổng lồ này.

Do không khí có trọng lượng vì vậy mà Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí đang bao bọc xung quanh Trái Đất. Áp suất này có tác dụng theo mọi phương và được gọi tên là áp suất khí quyển.

II – ĐỘ LỚN CỦA ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN – CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

bai-9-ap-suat-khi-quyen

– Để đo được áp suất của khí quyển, người ta sử dụng ống Tô-ri-xe-li:

+ Sử dụng một ống thuỷ tinh có một đầu kín dài khoảng 1m, đổ đầy vào trong là thuỷ ngân.

+ Lấy ngón tay bịt miệng của ống lại rồi quay ngược cái ống xuống.

+ Nhúng chìm miệng ống vào trong một chậu đầy thuỷ ngân rồi sau đó bỏ ngón tay bịt miệng ống ra, thuỷ ngân ở trong ống tụt xuống, còn lại khoảng h nào đó được tính từ mặt thoáng của thuỷ ngân có trong chậu.

– Độ lớn của áp suất khí quyển bằng với độ lớn của áp suất của cột thuỷ ngân ở trong ống Tô-ri-xe-li.

– Đơn vị để đo áp suất khí quyển thường được sử dụng là mmHg.

1 mmHg = 136 N/m²

1 atm = 76 cmHg = 101300 Pa

Bởi vì áp suất khí quyển bằng với áp suất được gây ra bởi cột thủy ngân ở trong thí nghiệm Tô-ri-xe-li, nên người ta còn sử dụng chiều cao của cột thủy ngân này mục đích diễn tả độ lớn của áp suất của khí quyển. (Ví dụ như, áp suất của khí quyển tại bãi biển Sầm Sơn vào khoảng 76cmHg (760mmHg))

III – GHI CHÚ VỀ ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

– Càng lên cao thì không khí sẽ càng loãng, vì vậy áp suất khí quyển sẽ càng giảm.

+ Áp suất giảm không tuyến tính xét theo độ cao.

+ Áp suất của khí quyển trung bình so với mực nước biển là bằng: p0 = 101300 Pa

Cứ lên cao thêm 12m thì áp suất khí quyển lại giảm xuống 1mmHg.

– Áp suất của khí quyển tại một nơi sẽ thay đổi theo thời gian và những thay đổi ấy sẽ ảnh hưởng tới thời tiết của địa điểm đó.

– Dụng cụ sử dụng để đo áp suất: “cao kế”.

B. GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 9: ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

Bài C1 (trang 32 | SGK Vật Lý 8):

Hút bớt không khí ở trong một vỏ hộp đựng sữa chất liệu bằng giấy, ta thấy rằng vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía (như hình 9.2). Hãy giải thích vì sao?

bai-9-ap-suat-khi-quyen

Lời giải:

Khi hút bớt không khí ra ngoài như vậy thì áp suất không khí ở bên trong hộp sữa sẽ nhỏ hơn áp suất ở bên ngoài. Khi đó vỏ hộp phải chịu tác dụng của áp suất không khí từ bên ngoài vào khiến cho nó bị bẹp theo mọi phía.

Bài C2 (trang 32 | SGK Vật Lý 8):

Cắm một cái ống thủy tinh ngập ở trong nước, rồi lấy cái ngón tay bịt kín đầu ở phía trên và kéo ống ra khỏi nước như H.9.3. Nước có bị chảy ra khỏi ống hay không? Giải thích tại sao?

bai-9-ap-suat-khi-quyen-3

Lời giải:

Do áp lực của không khí gây tác dụng vào nước từ ở phía dưới lên lớn hơn trọng lượng của cái cột nước nên nước không thể chảy ra khỏi ống.

Bài C3 (trang 32 | SGK Vật Lý 8):

Theo thí nghiệm của câu hỏi 2, nếu bỏ ngón tay bịt đầu trên ống ra thì xảy ra hiện tượng gì? Giải thích tại sao?

Lời giải:

Nếu bỏ cái ngón tay bịt ở phần đầu ống ra thì phần không khí ở phía trên của cột nước trong ống thông với khí quyển, áp suất khí ở trong ống cùng với áp suất của cột nước sẽ lớn hơn áp suất khí quyển khiến cho nước chảy ra khỏi ống.

Bài C4 (trang 33 | SGK Vật Lý 8):

Thí nghiệm thứ 3: Vào năm 1654, Ghê-ric (1602 – 1678), Thị trưởng của thành phố Mac-đơ-bua người Đức đã làm một thí nghiệm như sau (H.9.4): Ông lấy ra hai bán cầu chất liệu đồng rỗng, với đường kính là 30cm, phần mép được mài nhẵn, úp chặt vào nhau sao cho không khí không thể lọt vào được.

Sau đó ông sử dụng máy bơm rút hết không khí bên trong quả cầu ra ngoài qua một van gắn vào một bán cầu rồi đóng khóa chặt cái van lại. Người ta đã sử dụng hai đàn ngựa, mỗi đàn có tám con mà cũng không thể kéo được hai bán cầu này rời ra. Hãy giải thích vì sao?

bai-9-ap-suat-khi-quyen-4

Lời giải:

Rút hết không khí bên trong quả cầu ra thì áp suất không khí bên trong quả cầu không còn, khi đó vỏ quả cầu chịu tác dụng của áp suất khí quyển từ mọi phía làm cho hai bán cầu ép chặt vào nhau. Chính vì vậy mà lực của hai đàn ngựa, mỗi đàn có 8 con vẫn không kéo được hai bán cầu rời ra.

Bài C5 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Nhà bác học Tô-ri-xen-li (1608 – 1647) người Ý là người đầu tiên đã đo được độ lớn của áp suất của khí quyển. Ông lấy ra một ống thủy tinh có độ dài khoảng 1m, đố đầy trong đó là thủy ngân như hình 9.5. Lấy cái ngón tay bịt miệng ống rồi quay ngược cái ống xuống. Sau đó, nhúng chìm phần miệng ống vào trong một chậu đựng thủy ngân rồi bỏ ngón tay bịt miệng khỏi ống ra. Ông đã nhận thấy thủy ngân ở trong ống bị tụt xuống, còn lại một khoảng 76 cm tính từ mặt thoáng của thủy ngân ở trong chậu. Những áp suất tác dụng lên B (ở trong ống) và lên A (ở ngoài ống) có bằng nhau hay không? Giải thích tại sao?

bai-9-ap-suat-khi-quyen-5

Lời giải:

Ta thấy hai điểm A và điểm B nằm ở trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trên mặt chất lỏng nên những áp suất tác dụng lên B trong (ở ngoài ống) và lên A (ở ngoài ống) là bằng nhau.

Bài C6 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Trong thí nghiệm của Tôrixenli (ở câu C5), áp suất tác dụng lên A là áp suất gì? Lên B là áp suất gì?

Lời giải:

+ Áp suất tác dụng lên A chính là áp suất của khí quyển.

+ Áp suất tác dụng lên B chính là áp suất tạo bởi trọng lượng của cột thủy ngân cao 76cm ở trong ống.

Bài C7 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Hãy tính ra áp suất do cột thủy ngân tác dụng lên B, biết rằng trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000 N/m³. Từ đó có thể suy ra độ lớn của áp suất của khí quyển.

Lời giải:

Áp suất tác dụng lên B là bằng: p = h.d = 0,76.136000 = 103360N/m²

Áp suất của khí quyển là 103360N/m² (vì áp suất trong khí quyển gây ra tại A bằng với áp suất gây ra bởi trọng lượng của cột thủy ngân cao một khoảng 76cm trong ống).

Bài C8 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Giải thích ra hiện tượng nêu ở phần đề bài: Khi lộn ngược một cái cốc nước đầy được đậy kín bởi một tờ giấy không thấm nước (như H9.1) thì nước có chảy ra bên ngoài được hay không? Giải thích vì sao?

Lời giải:

Ta thấy áp lực được tạo ra bởi áp suất của khí quyển tác dụng lên tờ giấy từ phía dưới lên là lớn hơn so với trọng lượng của phần nước ở trong cốc nên nước mới không thể chảy ra ngoài.

Bài C9 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Nêu ra ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất của khí quyển.

Lời giải:

– Trên nắp của các bình nước lọc thường có đục một lỗ nhỏ thông với khí quyển để có thể lấy nước dễ dàng hơn.

– Các bình pha trà thường có thêm một lỗ nhỏ ở trên nắp để thông với khí quyển, như thế thì sẽ rót nước dễ hơn.

Bài C10 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Nói rằng áp suất khí quyển bằng 76cmHg nghĩa là như thế nào? Tính áp suất này ra đơn vị N/m2.

Lời giải:

Nghĩa rằng là áp suất khí quyển bằng với áp suất gây ra bởi trọng lượng của một cột thủy ngân có độ cao là 76cm.

Ta có: p = h.d = 0,76.136000 = 103360 N/m².

Bài C11 (trang 34 | SGK Vật Lý 8):

Trong thí nghiệm của ông Tô-ri-xen-li, giả sử không sử dụng thủy ngân mà sử dụng nước thì cột nước ở trong ống cao bao nhiêu? Ống Tô-ri-xen-li phải đặt dài ít nhất là bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Độ cao của cột nước ở trong ống là:

Ta có:

bai-9-ap-suat-khi-quyen-6

Như vậy thì ống Tô-ri-xen-li cần phải có độ cao ít nhất là: 10,336 m.

Bài C12 (trang 34 SGK Vật Lý 8):

Tại sao lại không thể tính trực tiếp được áp suất của khí quyển bằng công thức: p = d.h?

Lời giải:

Ta thấy rằng độ cao của cột khí quyển không thể được xác định chính xác, mặt khác thì trọng lượng riêng của khí quyển sẽ thay đổi nên không thể tính trực tiếp được áp suất của khí quyển bằng công thức: p = d.h.

C. GIẢI SÁCH BÀI TẬP VẬT LÝ 8 BÀI 9: ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

Bài 9.1 (trang 30 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Càng lên cao thì áp suất của khí quyển:

A)Càng tăng.

B)Càng giảm.

C)Không thay đổi.

D)Có thể tăng và cũng có thể giảm

Lời giải:

Chọn B

Vì càng lên cao thì không khí càng loãng nên áp suất của khí quyển càng giảm.

Bài 9.2 (trang 30 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Hiện tượng nào cho dưới đây do áp suất khí quyển gây ra?

A) Quả bóng bàn đã bị bẹp thả vào trong nước nóng thì sẽ phồng lên lại như cũ.

B) Săm của lốp xe đạp bơm căng để ngoài nắng có thể sẽ bị nổ.

C) Dùng một cái ống nhựa nhỏ có thể hút được nước từ cốc nước vào trong miệng.

D) Thổi hơi vào một quả bóng bay, quả bóng bay sẽ bị phồng lên.

Lời giải:

Chọn C

– Cắm một ống hút vào trong cái cốc nước, bên ngoài và bên trong của ống hút đều có tiếp xúc với không khí, đều phải chịu tác động của áp suất khí quyển, và áp suất khí quyển ở bên ngoài, bên trong là bằng nhau. Khi ấy nước ở ngoài và trong ống đều duy trì ở trên cùng một mặt phẳng nằm ngang. 

– Chúng ta ngậm cái ống hút và hút một cái, không khí ở trong ống bị chúng ta hút mất tiêu, trong ống không còn không khí, áp suất đã tác động lên mặt nước ở bên trong ống hút nhỏ hơn áp suất đã tác động lên mặt nước bên ngoài của ống hút. 

– Thế là áp suất của khí quyển liền ép nước chui vào trong ống hút, làm cho mặt nước ở trong ống hút dâng cao lên. Chúng ta tiếp tục hút như vậy, đồ uống sẽ dần tuôn vào miệng không dứt.

Bài 9.3 (trang 30 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Tại sao nắp ấm pha trà thường có thêm một lỗ hở nhỏ?

Lời giải:

Nắp ấm pha trà luôn có một lỗ hở nhỏ để rót nước được dễ dàng. Vì có lỗ thủng ở trên nắp nên khí ở trong ấm được thông với khí quyển, áp suất khí ở trong ấm cộng với áp suất nước ở trong ấm lớn hơn áp suất của khí quyển, vì vậy mà nước trong ấm chảy ra ngoài một cách dễ dàng hơn.

Bài 9.4 (trang 30 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Lúc đầu để một cái ống Tô-ri-xen-li thẳng đứng và sau đó thì để nghiêng (như h.9.1). Ta có thể thấy chiều dài của cột thủy ngân đã thay đổi còn chiều cao thì không thay đổi. Giải thích tại sao.

bai-9-ap-suat-khi-quyen-6

Lời giải:

Khi để cái ống Tô-ri-xen-li thẳng đứng, áp suất của khí quyển bằng với áp suất của cột thủy ngân gây ra ở phần đáy ống (PA = Pkq).

Khi bắt đầu nghiêng cái ống, chiều cao của cột thủy ngân sẽ giảm, nghĩa rằng là áp suất tại điểm A bên ngoài ống lớn hơn áp suất tại điểm B ở trong ống.

Áp suất tại điểm A chính là áp suất trên mặt thoáng của chất thủy ngân, đó chính là áp suất của khí quyển, lúc ấy PA > Pkq. Do chênh lệch về áp suất như vậy nên thủy ngân ở bên trong chậu chuyển vào ống To-ri-xen-li cho đến khi độ cao của chất thủy ngân bằng với độ cao ban đầu, nghĩa là PB = Pkq. Bởi vậy, khi ta để nghiêng ống Tô-ri-xen-li, chiều dài của cột thủy ngân đã thay đổi còn chiều cao thì không đổi.

Bài 9.5 (trang 30 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Một căn phòng dài 6m, rộng 4m, cao 3m.

a) Tính khối lượng của không khí được chứa ở trong phòng. Biết được khối lượng riêng của không khí là bằng 1,29 kg/m3.

b) Tính trọng lượng của không khí ở trong phòng.

Lời giải:

Thể tích của phòng là: V = 4x6x3 = 72 (m³)

a) Khối lượng của không khí ở trong phòng là:

m = V.D = 72.1,29 = 92,88 (kg)

b) Trọng lượng của không khí ở trong phòng là:

P = m.10 = 92,88.10 = 928,8 (N)

Bài 9.6 (trang 31 | Sách bài tập Vật Lí 8)

Vì sao càng lên cao thì áp suất khí quyển lại càng giảm?

A) Chỉ bởi vì bề dày của khí quyển được tính từ điểm đo áp suất càng giảm.

B) Chỉ bởi vì mật độ của khí quyển càng giảm.

C) Chỉ bởi vì lực hút của Trái Đất lên những phân tử không khí càng giảm.

D) Bởi vì cả ba lí do kể trên.

Lời giải:

Chọn B

Càng lên cao không khí lại càng loãng nên áp suất khí quyển lại càng giảm.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÝ 8 BÀI 9: ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN

Vậy là các em học sinh khối 8 thân yêu đã cùng với HOCMAI soạn xong bài Bài 9: Áp suất khí quyển. Bầu khí quyển giống như một lớp bảo vệ Trái Đất, nó luôn bao bọc xung quanh và bên trên chúng ta. Các em có thể tham khảo thêm thật nhiều bài học bổ ích nữa tại website hoctot.hocmai.vn.