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

Ở trong chuyên mục Vật Lý hôm nay, THPT CHUYÊN LAM SƠN chia sẻ lý thuyết áp suất khí quyển là gì? Kí hiệu, đơn vị tính, công thức tính áp suất khí quyển và các dạng bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z trong bài viết dưới đây để các bạn cùng tham khảo

Nội Dung

Áp suất khí quyển là gì?

Do không khí có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí bao quanh Trái Đất theo mọi phương. Áp suất này được gọi là áp suất khí quyển.

Đơn vị đo áp suất khí quyển thường dùng là milimét thủy ngân (mmHg). Thông thường áp suất khí quyển ở sát mặt nước biển là 760 mmHg.

Để đo áp suất khí quyển, người ta dùng ống Tô-ri-xe-li:

Bước 1: Lấy một ống thủy tinh, một đầu kín dài khoảng 1m đổ đầy thủy ngân vào.
Bước 2: Lấy ngón tay bịt miệng ống rồi quay ngược ống xuống.
Bước 3: Nhúng chìm miệng ống vào một chậu đựng thủy ngân rồi bỏ ngón tay bịt miệng ống ra, thủy ngân trong ống tụt xuống, còn lại khoảng h nào đó tính từ mặt thoáng của thủy ngân trong chậu

Công thức tính áp suất khí quyển

Độ lớn của áp suất khí quyển bằng áp suất của cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li:

p_kk = d_Hg.h_Hg

Trong đó:

d_Hg: trọng lượng riêng của thuỷ ngân = 136000 N/m³
h_Hg: chiều cao của cột thuỷ ngân trong ống Tô-ri-xe-li (tính từ mặt thoáng thuỷ ngân trong chậu) (m),
p_kk: áp suất của khí quyển (Pa).

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

Bài tập tính áp suất khí quyển thường gặp

Ví dụ 1: Một vận động viên leo núi có mang theo một chiếc máy đo áp suất khí quyển. Khi vận động viên ấy ở đâu thì áp suất khí quyển lớn nhất?

A. Tại đỉnh núi

B. Tại sườn núi

C. Tại chân núi

D. Tại lưng chừng núi

Lời giải:

Càng lên cao thì áp suất khí quyển càng giảm, càng xuống thấp thì áp suất khí quyển càng tăng. Trong bốn điểm kể trên thì chân núi có độ cao thấp nhất, nên tại đó áp suất khí quyển lớn nhất

Vì vậy ta chọn đáp án C

Ví dụ 2: Hút bớt không khí trong vỏ hộp sữa bằng giấy, ta thấy vỏ hộp bị bẹp theo nhiều phía. Hãy giải thích tại sao.

Giải:

Khi hút bớt không khí trong vỏ hộp ra, thì áp suất của không khí trong hộp nhỏ hơn áp suất ở ngoài, nên vỏ hộp chịu tác dụng áp dụng của áp suất không khí từ ngoài vào làm vỏ hộp bị bẹp theo mọi phía

Ví dụ 3: Vì sao nhà du hành vũ trụ khi đi ra khoảng không vũ trụ phải mặc một bộ áo giáp?

Giải

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

Áp suất khí bên trong con 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 từ tàu vũ trụ bước ra khoảng không, áp suất từ bên ngoài tác dụng lên cơ thể 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 nhà du hành vũ trụ có tác dụng giữ cho áp suất bên trong áp giáp có độ lớn xấp xỉ bằng áp suất khí quyển bình thường trên mặt đất.

Ví dụ 4: Khi được đặt tại vị trí A, cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li có chiều cao là 76cm. Biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000N/m³. Khi ấy tại vị trí A áp suất khí quyển là bao nhiêu Paxcan ?

Lời giải:

Đổi 76cm = 0,76m

Áp dụng công thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h

Áp suất khí quyển tại điểm A là :

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

Ví dụ 5: Nếu bạn cao 1,6 m, nặng 60 kg thì diện tích da của bạn vào khoảng 1,6 m². Hãy tính áp lực của khí quyển tác dụng lên bạn trong điều kiện tiêu chuẩn áp suất p = 760 mmHg. Tại sao bạn không hề cảm thấy tác dụng của áp lực do khí quyển tác dụng lên cơ thể?

Giải:

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

Vậy áp lực của khí quyển tác dụng lên người đó là:

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

Với áp lực lớn như vậy, ta không cảm thấy tác dụng của áp lực này vì bên trong cơ thể cũng có không khí nên áp lực tác dụng từ bên ngoài và bên trong cân bằng nhau.

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

Lời giải

Trọng lượng riêng của thủy ngân là:

13600.10 = 136000 (N/m³)

Áp dụng công thức tính áp suất chất lỏng:

p = d.h => h = p : d

Chiều cao của cột thủy ngân là:

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

Ví dụ 7: Trên mặt một hồ nước, áp suất khí quyển bằng 75,8cmHg

a) Tính áp suất khí quyển trên ra đơn vị Pa. Biết trọng lượng riêng của thủy ngân là 136.10³N/m³.

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

Giải

a) p_Kq = d.h = 136.103.0,758 = 103088 Pa

b) Áp suất do nước gây ra ở độ sâu 5m là: p = d.h = 10.103.5 = 50 000N/m³

Áp suất do cả nước và khí quyển gây ra ở độ sâu 5m:

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

Bên trên chính là toàn bộ lý thuyết và công thức tính áp suất khí quyển mà chúng tôi đã phân tích chi tiết có thể giúp các bạn áp dụng vào làm bài tập đơn giản và chính xác nhé