中骂生故理t ·初中版 
                                                 南京市第一中学黄天翔 同学 
                                             问:“真空中有没有大气压强?’， 
                                                 如果对这个 问题作字面上的 
                                             回答，那就是真空中的压强为零， 
                       口 
                       中 
                                             因为真空词源本义是虚空，即一 
                       国 
                                             无所有的空间.为了更好地理解这 
                       农                     个问题，我们来讨论气体的压强 
                       业                     是如何产生的. 
                       大 
                       学 
                                                 如图1所示，一容器内盛有 
                       应                     某种气体，且温度为T(T表示绝 
                       用                     对温标的温度，绝对温标的度数 
                       物                     等于摄氏温标的度数加上273). 
                       理 
                       系 
                                                        T:三:，.’ 
                                                                 。 
                                                      :. 
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                                                     、           。 
                       金                                         . 
                                                                 ， . 
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                                                     .             S飞 
                       辉                             …    ，.:. 于户 
走 
近                                                           图 1 
物 
理                                            这些气体分子在容器内不是静止 
                                             而.而是做着无规则的热运动.对 
                                             任意一个气体分子来说，它们的 
                                             速度大小和方 向可能都是不 同的. 
                                             在通常条件下，容器内的气体分 
         子是大量的.例如容器内有32g氧气，氧分子即有6.02x101个 ;如果容 
         器内有0.32g氧气，那么氧分子数为6.02x102'，这也是一个巨大的数.现 
         在想象容器内1个速度为。的气体分子撞击容器壁(如图2所示)，假定 
         容器壁是光滑的，这种碰撞是弹性碰撞，即在碰撞过程中没有能量损失. 
         这个气体分子被容器壁反弹后的速率。’二， 
         且乙。二‘乙“.在力学中我们知道，一个物体的 
         速度方向发生了变化，一定有了加速度，而产 
          生这个加速度的原因是容器壁对气体分子有 
         一个法向力.f的作用(见图2).根据牛顿第三 
          定律，这个气体分子必然对容器壁产生了一 
         个反作用力f,=.f，两者的方向相反.由于撞击                               图2 
          在容器壁面元△S上的不是 1个分子，而是有 
      2006.5-6 
      尹、月卜月民 
                                                      中骂生故理t ·初中版 
大量不同速率的分子 ，于是就产生了气体的压强.气体温度越高，分子做 
无规则热运动越激烈 ，速率大的分子数就越多， 
每个分子平均动能也就越大.所以温度T越高， 
气体压强也就越大.在 日常生活中也可见到上述 
类似的情况.例如我们在下大雨时撑着伞 (见图 
3)，伞的外侧面在密密麻麻的雨滴打击下，我们 
会感受到一个持续稳定的压力.雨滴落下的速度 
越大(即动能越大)，雨滴越密(单位体积的滴数越 
多)，这个压力就越大. 
    理论和实验都说明， 
                        容器内气体温度越高，单位体积内气体分子数 
越多，气体的压强也就越大.对于理想气体，容器内的气体压强P与其温 
度 T和单位体积内分子数n有如下关系式 : 
    p=nkT.                                                       (1) 
                                                         压强 的单位 
     式中玻尔兹曼常量k=1.38x10-J/K.在国际单位制中， 
为帕斯卡(Pa)，即 1N/m2=1Pa,l标准大气压等于 max.book118.com                             钞 
用 (1)式 ，可对真空度 (气体稀薄的程度)有些数量的概念.例如在 T= 
                                       有 。=卫         1.013x105Pa           走 
300K(即270C),p=1.013x105Pa条件下， 
                                                                           近 
                                                 1.38x10-23J/Kx300K 
-~-2.45xlOZS/m3=2.45x10'9/cm3，说明在270C和1标准大气压下，每立方厘                         物 
米的体积内有2.45x10'9个气体分子.家里所用的白炽灯泡，其内的压强                                       理 
约为1xl0-3mmHg(1.013x105Pa=750mmHg)，在270C时，利用(1)式可 
计算出。=3.26x10'3/cm3.电视机的显像管，其内压强约为1x10-5mmHg, 
在270C时可计算出n=3.26xloll/cm3.由上述计算可知，我们通常说白炽 
灯泡内和显像管内都被抽成了真空，实际上白炽灯泡和显像管内还是有 
大量气体分子的，只不过是真空度越高，单位体积内分子数越少.现在的 
真空技术还不能造成绝对没有气体分子的状态. 
     真空技术在生活、生产和科学研究中有许多应用，例如治病用的拔 
火罐、真空吸尘器、真空镀膜、受控制热核反应 (要求有 10'Pa的真空 
度)和高能粒子对撞机(要求有 10'Pa的真空度)等，空间科学更离不开 
真空度很高的空间环境.科学家们要在地面上模拟一切可能的空间

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