地球周?chē)缓窈竦囊粚涌諝獍鼑?,這層空氣被稱為大氣層.空氣也要受到重力作用,同時(shí)它還可以像水那樣自由地流動(dòng).因此,空氣內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng),這個(gè)壓強(qiáng)被稱為大氣壓(強(qiáng)).1654年,著名的“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)證明了大氣壓力是非常強(qiáng)大的,大氣壓強(qiáng)是存在的.9年后意大利科學(xué)家托里拆利測(cè)出大氣壓強(qiáng)就等于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng).1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決議聲明,規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為101325N/m2.
大氣壓在我們?nèi)粘I钪杏泻芏鄳?yīng)用,只要你留意就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多.
現(xiàn)在家庭裝修為了簡(jiǎn)約美觀,不再往墻上釘釘子,而是采用真空掛鉤,這種東西既美觀又耐用.那么它是憑著什么能夠緊緊吸附在光滑的墻壁上的呢?實(shí)際上,它利用的就是大氣壓.在使用時(shí),先將里面的氣體擠出,然后將掛衣鉤底座與光滑的墻面貼在一起,因?yàn)槔锩娴牟糠謿怏w被趕出來(lái),內(nèi)部氣壓減小,而外界氣壓依然存在,這樣掛鉤的底座就被牢牢壓在了光滑的墻壁上,可以承受較大的拉力.圖為家用浴室強(qiáng)力吸盤(pán)肥皂盒.
當(dāng)你收看天氣預(yù)報(bào)時(shí),常聽(tīng)到“高氣壓”“低氣壓”“高壓脊”“低壓槽”等詞.這些詞指的是大氣壓在某一區(qū)域的分布類型,那么為什么大氣壓與天氣預(yù)報(bào)有如此密切的關(guān)系呢?地球表面上的風(fēng)、云、雨、雪,萬(wàn)千氣象,都跟大氣運(yùn)動(dòng)有關(guān)系,而造成大氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力就是大氣壓分布的不平衡和氣壓分布的經(jīng)常變化.由于地球表面各處在太陽(yáng)照射下受熱情況不同,各地的空氣溫度就有較大差別.溫度高的地方,空氣膨脹上升,空氣變得稀薄,氣壓就低;溫度低的地方,空氣收縮下沉、密度增大,氣壓就高.另外,大氣流動(dòng)也是造成氣壓不平衡和經(jīng)常變化的重要因素.這樣在地理情況千差萬(wàn)別的地球表面上空,就形成各種各樣的氣壓分布類型,多種氣壓類型的組合就構(gòu)成了一定的天氣形勢(shì),而決定著未來(lái)的風(fēng)云變幻.例如,在高氣壓控制的區(qū)域,由于低處的空氣不斷從高壓中心向外流散,上層空氣就要下沉填補(bǔ).空氣在下沉過(guò)程中體積壓縮(因大氣壓隨高度的減小而增大),溫度升高,原來(lái)空氣中的細(xì)小水珠就會(huì)蒸發(fā)消散,不利于云雨的形成.因此高壓中心附近地區(qū)常常是天氣晴朗.而在低氣壓控制的區(qū)域,低層空氣是從周?chē)飨虻蛪褐行?,使低層空氣堆積上升.空氣在上升過(guò)程中體積膨脹,溫度降低,空氣中的水蒸氣凝結(jié),易形成云雨.所以低氣壓中心附近往往是陰雨連綿.無(wú)怪乎有人把氣壓計(jì)稱為晴雨表,是有一定道理的.
高壓鍋是利用增大鍋內(nèi)氣壓,提高水沸點(diǎn)的道理制成的.高壓鍋主要由四個(gè)部分組成:鍋身、鍋蓋、密封圈、安全閥.使用時(shí)先在鍋身里裝入適量待煮的食品、水;然后把密封圈嵌入高壓鍋蓋,再把鍋蓋卡在(往往需要先蓋緊再旋轉(zhuǎn)一定角度)鍋身上.加熱時(shí)鍋內(nèi)水的溫度不斷升高,水的蒸發(fā)也不斷加快,水面上方的水蒸氣就越來(lái)越多,由于鍋是密封的,因此鍋內(nèi)的氣壓就越來(lái)越大,直到氣壓能夠?qū)踩y頂起發(fā)生跑氣為止,鍋內(nèi)氣壓才不再增大.此時(shí)鍋內(nèi)氣壓一般能達(dá)到1.2個(gè)大氣壓.在這樣的氣壓下,水的沸點(diǎn)接近120℃,而食品由生變熟就是個(gè)升溫的過(guò)程,溫度越高熟得就越快、越透.所以高壓鍋烹調(diào)食物自然容易熟了.當(dāng)然使用高壓鍋前一定要確保放氣孔暢通.
隨著社會(huì)的進(jìn)步,食品貯存越來(lái)越受到人們的重視,一些行之有效的方法:如風(fēng)干法、冷凍法、罐頭封裝法,都會(huì)使食品的色香味受到不同程度的損害.而真空包裝則是將包裝容器內(nèi)的空氣全部抽出,然后密封,維持袋內(nèi)處于高度減壓狀態(tài),袋內(nèi)氧氣稀少,其原理也比較簡(jiǎn)單,因食品霉腐變質(zhì)主要由微生物的活動(dòng)造成,而大多數(shù)微生物(如霉菌和酵母菌)的生存是需要氧氣的,而真空包裝就是運(yùn)用這個(gè)原理,把包裝袋內(nèi)和食品細(xì)胞內(nèi)的氧氣抽掉,使微生物失去“生存的環(huán)境”.實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)包裝袋內(nèi)的氧氣濃度≤1%時(shí),微生物的生長(zhǎng)和繁殖速度就急劇下降,氧氣濃度≤0.5%,大多數(shù)微生物將受到抑制而停止繁殖.(注:真空包裝不能抑制厭氧菌的繁殖和酶反應(yīng)引起的食品變質(zhì)和變色,因此還需與其他輔助方法結(jié)合,如冷藏、速凍、脫水、高溫殺菌、輻照滅菌、微波殺菌、鹽腌制等).
而日常生活用品的減壓包裝相對(duì)于普通包裝方法而言,大大減少了物品占用的空間.并且有著防潮防塵防細(xì)菌等優(yōu)點(diǎn),使服裝類物品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存更為便捷.
目前又出現(xiàn)了一種具有劃時(shí)代意義的食品保存技術(shù),就是超高壓加工法.經(jīng)過(guò)超高壓處理后的食品,所含的細(xì)菌都已經(jīng)被殺死,可以長(zhǎng)期保存而不變質(zhì).這種技術(shù)就是把食品置于數(shù)千個(gè)大氣壓之中,在不損害食品材料本質(zhì)的情況下對(duì)其進(jìn)行調(diào)和、加工、殺菌.雖然淀粉和蛋白質(zhì)失去了本來(lái)的面目,變得表面發(fā)光、質(zhì)地細(xì)膩,但色香味都不失原有風(fēng)味.用這種技術(shù)加工的超高壓食品不但無(wú)菌,保鮮時(shí)間長(zhǎng),而且還能使食品增添附加價(jià)值,成為人們理想的食品.例如,在6000個(gè)大氣壓下對(duì)生豬肉加壓52分鐘,可以制成無(wú)菌火腿.對(duì)新鮮的鱈魚(yú)加4000個(gè)大氣壓,就能變成新鮮魚(yú)糕.把水果和砂糖裝入塑料袋中,加高壓能制成果醬.超高壓加工食品,還會(huì)產(chǎn)生奇特的效果,比如對(duì)陳米加1000個(gè)大氣壓,它便具有新米的味道.美國(guó)一家公司與日本企業(yè)合作生產(chǎn)葡萄酒,葡萄汁在儲(chǔ)存時(shí),因放置時(shí)間稍長(zhǎng)而變質(zhì).這家公司采用超高壓對(duì)葡萄酒進(jìn)行處理,有效地抑制了葡萄酒中檸檬油的產(chǎn)生,從而消除了酒中的苦味.
“拔火罐”是我國(guó)民間流傳很久的一種獨(dú)特的治病方法,大約在公元4世紀(jì)就開(kāi)始使用了.在《本草綱目拾遺》中叫作“火罐氣”.古代多用于外科癰腫,起初并不是使罐,而是用磨有小孔的牛角筒,罩在患部排吸膿血,所以一些古籍中又取名為“角法”.關(guān)于拔火罐治療疾病最早的文字記載是公元281~361年間,晉代葛洪著的《肘后方》.中醫(yī)醫(yī)生在給病人治療時(shí),常會(huì)使用拔火罐,在罐里點(diǎn)燃一個(gè)蘸有酒精小棉花球,稍停一會(huì)迅速取走,隨即把罐扣在疼痛處,罐子就會(huì)緊密地吸在皮膚上.這是因?yàn)槠孔觾?nèi)部的空氣受熱以后,有一部分膨脹后跑掉了,瓶?jī)?nèi)的氣壓小于瓶外的大氣壓,瓶子就會(huì)被外界大氣壓緊緊地壓在皮膚上.拔過(guò)火罐的人都會(huì)感覺(jué)到,在罐口處有一股力量把皮膚往里推,拔火罐就是利用這種力量在促進(jìn)血液循環(huán).病人在拔罐后的隔天都會(huì)覺(jué)得精神很好,身體舒暢.現(xiàn)在“拔火罐”治病范圍也從早期的外科癰腫擴(kuò)大到風(fēng)濕痛、腰背肌肉勞損、頭痛、哮喘、腹痛、外傷淤血、一般風(fēng)濕感冒及一切酸痛諸癥.
生活中常見(jiàn)的皮老虎有兩種.一種是清除灰塵的工具,大的皮老虎有網(wǎng)球拍那么大,結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,一只皮腔,可張開(kāi)、閉合.二根手柄,皮腔上有一只口子.使用時(shí),先把手柄分開(kāi),皮腔張開(kāi),空氣進(jìn)入皮腔內(nèi),將皮腔口對(duì)準(zhǔn)要吹氣的地方,兩手柄合攏,皮腔壓縮,皮腔內(nèi)的空氣成一股氣流沖出,起到清潔作用.因早先的皮老虎是皮革做的所以叫皮老虎.又稱手風(fēng)器.最簡(jiǎn)單的皮老虎是由一個(gè)氣囊與一根細(xì)長(zhǎng)的氣管組成,氣囊具有伸縮性,當(dāng)用力擠壓皮囊的時(shí)候,皮囊內(nèi)部的空氣就會(huì)通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的氣管快速噴出,從而起到除塵的作用.在相機(jī)、手表等精密行業(yè)里經(jīng)常被使用.
衛(wèi)生間里也有一種皮老虎,它是靠氣壓疏通下水管道的工具,由一根木棒和一個(gè)橡膠吸盤(pán)組成,用時(shí)將吸盤(pán)置于下水道口,用手反復(fù)給木棍加壓,使下水道堵塞物受氣壓作用而發(fā)生移動(dòng),從而解除阻塞.
空氣雖然看不見(jiàn)摸不著,但它的應(yīng)用卻隨處可見(jiàn).比如在用吸管吸飲料時(shí),我們可能沒(méi)有想到過(guò)為什么飲料會(huì)進(jìn)入口中,其實(shí)這一過(guò)程中就是大氣壓在起著決定性的作用.鋼筆和注射器內(nèi)部的液體也都是通過(guò)大氣壓“壓”進(jìn)去的.打氣筒也是利用氣體壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系制成的生活常用工具.太空宇航員在太空中為什么要穿笨重的宇航服,其中還要注入氣體,這也與大氣壓有關(guān).我們到高海拔的地方去旅游,有時(shí)會(huì)感覺(jué)到耳鳴、頭暈、渾身不適,這些生理現(xiàn)象也和大氣壓息息相關(guān).兩塊浸濕的玻璃很難被直接掰開(kāi),就是因?yàn)楸淮髿鈮簤褐木壒?
物理就是這樣一門(mén)析萬(wàn)物之理的自然學(xué)科,只要我們善于做學(xué)習(xí)的有心人,生活之中就處處皆學(xué)問(wèn).