Trả lời nhanh
Phát biểu đúng là: càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm, vì bề dày của lớp khí quyển nằm phía trên điểm đang xét càng giảm và không khí càng loãng. Áp suất khí quyển chính là sức nén do trọng lượng cột không khí phía trên gây ra, nên cột khí càng ngắn thì áp suất càng nhỏ.
Áp suất khí quyển do đâu mà có?
Không khí có trọng lượng. Lớp không khí bao quanh Trái Đất đè lên mọi vật nằm trong nó, giống như nước đè lên người thợ lặn. Sức đè đó tính trên một đơn vị diện tích chính là áp suất khí quyển.
Như vậy, áp suất tại một điểm phụ thuộc vào trọng lượng của cột không khí nằm phía trên điểm đó, tính đến ranh giới ngoài cùng của khí quyển.
Vì sao càng lên cao áp suất càng giảm?
- Cột khí phía trên ngắn dần: ở mực nước biển, cột khí phía trên cao nhất nên nặng nhất. Lên núi cao, phần khí quyển còn lại phía trên mình ít hơn.
- Không khí loãng dần: lớp khí ở dưới bị các lớp trên nén nên đặc hơn; lên cao, mật độ phân tử khí giảm, trọng lượng mỗi mét cột khí cũng nhỏ đi.
Cả hai lí do cùng dẫn đến một kết quả: độ cao tăng thì áp suất giảm.
Số liệu cần nhớ
| Đại lượng | Giá trị gần đúng |
|---|---|
| Áp suất khí quyển chuẩn ở mực nước biển | 760 mmHg ≈ 101 300 Pa (xấp xỉ 105 Pa) |
| Khi lên cao thêm gần mặt đất | cứ khoảng 12 m, áp suất giảm khoảng 1 mmHg |
| Trên đỉnh Everest (khoảng 8 850 m) | chỉ còn khoảng một phần ba so với mực nước biển |
Lưu ý: quy tắc “12 m giảm 1 mmHg” chỉ đúng ở độ cao thấp. Càng lên cao, mức giảm theo mét càng chậm lại vì không khí vốn đã loãng.
Cách nhận ra phát biểu đúng khi làm trắc nghiệm
- Kiểm tra chiều biến thiên: loại ngay những phát biểu nói “càng lên cao áp suất khí quyển càng tăng”.
- Kiểm tra lí do: lí do phải nói về bề dày (cột khí) phía trên điểm đang xét giảm, hoặc không khí loãng đi. Phát biểu đúng chiều nhưng lí do sai (ví dụ nói bề dày tính từ điểm đó xuống mặt đất tăng) vẫn là sai.
- Chú ý chữ “càng”: áp suất giảm liên tục theo độ cao, không phải đứng yên rồi giảm đột ngột.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “bề dày khí quyển” với độ cao so với mặt đất. Thực ra, đại lượng quyết định áp suất là bề dày phần khí quyển phía trên điểm xét.
- Nghĩ rằng lên cao thì khí quyển “nhẹ đi” nên áp suất tăng. Hãy nhớ: nhẹ đi tức là áp suất giảm.
- Cho rằng áp suất chỉ đè từ trên xuống. Chất khí truyền áp suất theo mọi hướng, nên áp suất khí quyển tác dụng lên vật theo mọi phía.
Ứng dụng trong thực tế
- Người leo núi cao thấy khó thở vì không khí loãng, lượng oxi mỗi lần hít vào ít hơn.
- Túi bim bim mang lên vùng núi cao thường phồng căng, vì áp suất bên ngoài giảm còn khí trong túi vẫn giữ nguyên.
- Máy bay có khoang kín được điều áp để hành khách không bị ảnh hưởng bởi áp suất thấp ở độ cao hàng chục nghìn mét.
- Đo áp suất bằng khí áp kế có thể ước tính độ cao, vì hai đại lượng này liên hệ với nhau.
Bài luyện tập
Bài 1. (ví dụ tự đặt) Ở chân núi, khí áp kế chỉ 750 mmHg. Lên một điểm cao hơn chân núi 360 m thì khí áp kế chỉ khoảng bao nhiêu?
Đáp án: áp suất giảm khoảng 360 : 12 = 30 mmHg, nên còn khoảng 750 − 30 = 720 mmHg.
Bài 2. Điền từ: “Càng lên cao, bề dày lớp khí quyển phía trên càng …, nên áp suất khí quyển càng …”.
Đáp án: giảm; giảm.
Bài 3. Vì sao ấm nước sôi ở đỉnh núi cao ở nhiệt độ thấp hơn 100 °C?
Đáp án: áp suất khí quyển trên núi thấp hơn nên nước chỉ cần nhiệt độ thấp hơn là đã sôi.
Mẹo nhớ
Hãy tưởng tượng bạn đứng dưới một chồng sách: đứng ở đáy chồng thì chịu sức nặng của cả chồng, còn đứng ở giữa chỉ chịu nửa chồng phía trên. Lên cao nghĩa là chồng sách phía trên mỏng đi, tức áp suất giảm.
Câu hỏi thường gặp
Áp suất khí quyển thay đổi như thế nào khi độ cao càng tăng?
Áp suất khí quyển giảm dần khi độ cao tăng, vì cột không khí nằm phía trên điểm xét ngắn đi và không khí loãng hơn.
Ở mực nước biển, áp suất khí quyển bằng bao nhiêu?
Khoảng 760 mmHg, tương đương xấp xỉ 101 300 Pa, thường làm tròn là 10^5 Pa.
Lên cao bao nhiêu thì áp suất khí quyển giảm 1 mmHg?
Ở độ cao thấp, cứ lên khoảng 12 m thì áp suất giảm khoảng 1 mmHg. Ở độ cao lớn, quy tắc này không còn chính xác.
Vì sao người leo núi cao dễ khó thở?
Vì áp suất và mật độ không khí giảm, mỗi lần hít vào lấy được ít oxi hơn so với ở đồng bằng.