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基準:帕斯卡
Symbol plate 101 325 Pa
atm standard atmosphere · 760 mmHg
三個字母都小寫勿與 at 混淆
單位頁 非 SI 壓力單位 修訂 2026-08 · 第二版

標準大氣壓

atm — 非 SI 單位 · 量:壓力 · 正好 101 325 Pa

佛羅倫薩的鑿井匠抱怨說,無論怎麼使勁,任何抽水機都無法把水提到十米半以上。伽利略打趣道,看來大自然對真空的畏懼快要用完了。他的學生托里切利決定認真驗證,把水換成了水銀——水銀重十四倍,柱子會更短,正好能放在桌上。封住一端的管中,水銀停在七十六釐米處,其上留下了一段本不該存在的空白。可見抽水機並沒有吸走什麼:把水壓進管子的是空氣,而且壓的力恰好等於這根柱子所能平衡的力。托里切利寫道,我們生活在一片空氣海洋的底部。

符號 atm
量綱 ML⁻¹T⁻²
最初的定義 0 °C 下 760 mmHg
確定於 CGPM,1954 · 第十屆
地面上的變化範圍 從 0.858 到 1.071 atm
已完成的譯本 14 / 36
01 · 定義

標準大氣壓是非 SI 的壓力單位,正好等於 101 325 帕斯卡。這個數不是測出來的,而是規定的:它是 0 °C、標準重力加速度下高 760 mm 汞柱所產生的壓力,只計算過一次,並自 1954 年起被固定為定義。

請留意邏輯上發生了什麼。最初單位是一件實物:可以倒出來、用尺量出來、用眼睛看見的水銀柱。後來人們透過水銀的密度和重力把這件實物算了出來,得到一個五位數,於是乾脆把這個數本身宣佈為單位。此後水銀就不必要了:即便明天發現它的密度知道得更準一點,大氣壓也紋絲不動,因為它已經不再關乎水銀。

這個單位真正容易誤導的只有名稱的後半截。「標準」大氣壓絲毫不說明窗外正在發生什麼:地面上的真實壓力,從颱風眼裡的 870 百帕一直遊走到冬季西伯利亞上空的 1085,而恰好等於一個大氣壓,嚴格說來純屬偶然。它是參照點,不是測量:氣體體積換算到它,沸點從它算起,壓力錶按它標定——人們又習慣稱它為「常壓」,雖然自然界並不存在什麼常壓。

由這個固定下來的數,本頁的全部算術隨之而來:一個大氣壓正好是毫米汞柱的 760 倍、巴的 1.013 25 倍、工程大氣壓的 1.033 倍。工程大氣壓就是那個「at」,即千克力每平方釐米,至今仍常被人和真正的大氣壓混為一談。兩者相差百分之三:足以毀掉一次計算,又小到無法從壓力錶上看出破綻。

形式上
1 atm=ρHg gn h=13 595,1⋅9,806 65⋅0,76=101 325 Pap(h)=p0(1−LhT0)gnMRL1\ \text{atm} = \rho_{\text{Hg}}\,g_n\,h = 13{,}595.1\cdot 9.806\,65\cdot 0.76 = 101\,325\ \text{Pa} \qquad p(h) = p_0\left(1 - \tfrac{L h}{T_0}\right)^{\frac{g_n M}{R L}}
左邊是從一件實物算出來的單位。右邊是需要它的緣由——空氣會耗盡,而且相當快
ML⁻¹T⁻²
單位面積上的力
101 325
帕斯卡,正好
10 330
每平方米上方的空氣千克數
上升:稀薄下去的空氣拿走了什麼 只沸騰,不熟透
壓力,atm 曲線 您的高度
0 3 6 9 12
0 0.25 0.50 0.75 1.00
高度,km
最近的參照點:聖母峰大本營,5364 m
高度 5364 m
0.508 atm
壓力 · 514 hPa
386 mm
汞柱
82.1 °C
沸點
需要高壓鍋
全熟雞蛋:25 分鐘
水在自身蒸氣壓追上外界壓力時沸騰。把外界壓力降下來,同樣一爐火,沸騰就來得更早。在聖母峰大本營,水壺在八十三度就開了,這不是好事而是麻煩:那樣的水裡雞蛋永遠煮不硬,米飯要多花一倍時間。反過來也一樣:高壓鍋在內部多留半個大氣壓,鍋裡的水直到一百二十度才沸,於是肉熟得快三倍。
每平方米一噸有餘

一個大氣壓,就是壓在每平方米上的十噸三百三十千克空氣:成年人的肩上約六百千克,掌心上約一百五十千克。它沒有把我們壓扁,是因為裡外一起壓——可只要從一側撤走一半,差值立刻就成了相當可觀的力。吸盤、吸管、搬玻璃用的真空吸吊器,還有吸氣時的胸腔,靠的都是同一件事:把一側的壓力稍稍降低,剩下的活兒交給大氣去幹。

02 · 換算

輸入一個數值,本頁會把它換算成其餘單位

三個族群:壓力標度本身、處在這一壓力下的常見物件,以及由大氣壓所規定的標準狀況。

真正的陷阱不在係數,而在於從哪兒起算。家用壓力錶——輪胎的、空壓機的,凡是帶指標的——顯示的都是表壓,也就是與周圍空氣之差;「胎壓二點五」意味著絕對壓力三點五。氣體定律的公式、沸點和溶解度,要的都是絕對壓力。英文樣本上因此才有 psig 和 psia 兩種寫法,而算錯的賬目也有一半出在這裡:把兩者弄混,就是整整差了一個大氣壓,在低壓下這甚至比被測量本身還大。

換算表
1.0000 atm · 101325 Pa
寫法含義數值出現在哪裡
atm 標準大氣壓 1.0000 化學、潛水
Pa 帕斯卡,SI 單位 101325 Pa 規範與計算
kPa 千帕 101.325 輪胎、按 SI 的工程
bar bar 1.01325 液壓、潛水
hPa 百帕,即毫巴 1013.3 天氣預報
mmHg 託 760.00 醫學、真空技術
at 工程用,kgf/cm² 1.0332 舊文件
psi 磅力每平方英寸 14.696 英美工程
以大氣壓計
1.0000
以千帕計
101.33 kPa
水的沸騰溫度
100.0 °C

這些換算都是精確的:所有這些單位都以整數係數由帕斯卡定義,沒有一個需要靠實驗去修正。表中唯一「活著」的數是百帕:它與毫巴數值相同,正因如此,氣象部門換了單位,卻不必重新培訓觀測員,也不必重畫地圖。

03 · 數量級
壓力的常用對數,單位為大氣壓

宜居區間與日常技術

1.0000 atm
從半個大氣壓到十來個:凡是人用手打交道的東西都在這裡。呼吸、輪胎、自來水、咖啡機、高壓鍋、前三十米內的水肺。這是標度上唯一一段大氣壓作為單位真正好用的區間:數字不大,與窗外空氣的比較也一目瞭然
10⁻¹²
10⁻⁹
10⁻⁶
10⁻³
1
10³
3.6·10⁶
04 · 測量儀器

用什麼測量大氣壓

托里切利管 · 福丁氣壓計 · 無液氣壓計 · MEMS 感測器
托里切利管

一米長的玻璃管,一端封死,灌滿水銀後倒扣在水銀槽裡:水銀下落,直到停在平衡高度,上方留下托里切利真空——人類親手造出的第一個真空。這件儀器精確得無可挑剔,也不便到了極點:它沉,怕傾斜,還要按水銀溫度和當地重力加以修正。好處是不用標定——尺子本身就是標度。

福丁氣壓計

同一原理被推到計量學的高度:槽底用皮囊封住,每次都靠螺絲把液麵調到標度的零點——一枚象牙尖,尖端要剛好觸到自己在水銀中的倒影。之後才用遊標讀出柱頂,精確到十分之一毫米。直到二十世紀中葉,檢定臺上的壓力都由這類氣壓計給定,而 101 325 這個數,正是從它們換算到 0 °C 與標準重力後的讀數中長出來的。

無液氣壓計

取代水銀的是一隻抽空了空氣的扁平波紋盒:壓力升高時略微壓扁,壓力下降時重新舒展。盒壁的行程只有零點幾毫米,儀器的全部巧思都在那套把這點位移放大成指標擺幅的槓桿上。無液氣壓計可以隨身帶、摔一下也無妨、還能掛在門廳裡,只是日久會說謊:彈簧會疲勞,得拿水銀氣壓計去對。於是同一個量,有了「準確的」儀器,也有了「方便的」儀器。

MEMS 感測器

手機裡住著一片沙粒大小的矽膜:它在壓力下彎曲,隨著彎曲,邊緣應變片的電容或電阻隨之改變。靈敏度約十帕,也就是不到一米的高度差,所以導航能分清一樓和三樓。如今世上的氣壓計已經多過溫度計,從數百萬部手機彙集來的讀數,已經送進了天氣預報模型。

05 · 書寫規則

三個小寫字母與一處附註

這個單位不是以人名命名的,因此符號用小寫書寫,也不給它加詞頭。

正確
2.5 atm(絕對)
1 atm = 101 325 Pa
1 at = 98 066.5 Pa
表壓 1.5 atm
錯誤
2.5 Atm
1 atm = 1 bar
1 atm = 1 at
2.5 個大氣壓的壓力

大寫的「A」常見於進口裝置的樣本里,它永遠意味著馬虎,而不是另一個單位。巴與大氣壓相差百分之一點三,當初被引入正是為了得到一個整數的帕斯卡值;氣象界早在三十年代就為了它捨棄了大氣壓,預報一律用百帕,其數值與毫巴相同。工程用的「at」是千克力每平方釐米,比真正的大氣壓小百分之三,在舊文件裡出現得比 atm 還頻繁。右下最後一行說的是缺了什麼:不註明「絕對」或「表壓」,一個壓力數值就是不完整的,而這是唯一不能省略的附註。

06 · 相鄰單位

標準大氣壓的四周都是競爭者:每一個都有自己存在的理由。

Pa
帕斯卡
SI 單位,太小了
bar
bar 與百帕
同一回事,只是取整數
mmHg
託
正好是大氣壓的 1/760
1 atm=1,013 25 bar=760 託=1,033 at=14,696 psi=10,33 米水柱1\ \text{atm} = 1.013\,25\ \text{bar} = 760\ \text{託} = 1.033\ \text{at} = 14.696\ \text{psi} = 10.33\ \text{米水柱}

在 Simetrium 中與之相鄰的是 帕斯卡, bar, 毫米汞柱, psi и 氣壓變化趨勢.

07 · 歷史部分

真空如何成了單位

檔案 · 1643 → 1954
托里切利 · 1643
760 mm
空氣海洋的底部

實驗只花了一分鐘,爭論卻持續了二十年:管中水銀之上出現了一段按當時公認看法根本不可能存在的空白。托里切利一次講清了全部:托住水銀柱的是空氣的重量,而這個高度並不固定——它日復一日地變化。為一場哲學爭論而設想的儀器,轉眼成了天氣的預報者,這也是氣象學唯一一次誕生於真空。

一場關於自然的爭論,結果成了儀器
帕斯卡與佩裡耶 · 1648
1465 m 處 −76 mm
作為決定性論據的山

布萊茲·帕斯卡推想:如果托住水銀柱的是空氣,那麼山上的空氣更少,柱子理應下降。他本人身體太弱,於是由妹夫弗洛蘭·佩裡耶帶著兩支管子登上多姆山:一支留在山腳,託一位修士看守,另一支帶到山頂。在山頂,水銀下降了三英寸零一線。爭論就此結束:空氣有重量,而且越往高處,這重量越小。

第一次帶對照儀器的實驗
格里克 · 1654
16 匹馬
以表演代替公式

馬德堡市長奧托·馮·格里克把兩個銅半球合在一起,用自制的抽氣機抽空空氣,然後請馬隊來把它們拉開。兩邊各八匹馬都沒能成功;在半米直徑上,大氣以約兩噸的力把球箍在一起。會把面積乘以壓力的人都明白這筆賬,但那場表演講得比任何推導都清楚——並且寫進教科書達四個世紀之久。

作為公開表演的物理學
CGPM · 1954
101 325 Pa
以數字取代水銀

到二十世紀中葉,麻煩顯露出來:以 760 毫米水銀來定義,就把水銀的密度和當地重力一併牽扯進來,而這兩個量都在不斷被測得更準。第十屆國際計量大會一刀斬斷這個結,宣佈按定義標準大氣壓等於 101 325 帕斯卡。單位從此與物質脫鉤,成了一個純粹的倍數——後來米、繼而千克脫離實物,用的也正是這一招。

與實物脫鉤
馬德堡半球:直徑半米,拉開需兩噸,兩側各八套馬隊
計量學札記

一個被廢止卻始終去不掉的單位

標準大氣壓不屬於 SI,也不推薦使用:壓力有帕斯卡,數值大時還有它的詞頭。可這個單位偏偏在那些看重的不是數字、而是與窗外空氣之比的場合活了下來。化學家寫「在 3 atm 下反應」,因為對他要緊的是比大氣壓高多少倍;潛水員按大氣壓計深度,因為每十米水正好加上一個,這是他行當裡最順手的演算法;輪胎壓力錶同時標著 bar 和 atm,因為兩者之差比儀表誤差還小。計量學的悖論正在於此:1954 年之後,大氣壓不再是一種測量,而成了一個精確的倍數——恰恰是用起來最方便的東西,也恰恰是無法用實驗去檢驗的東西。能檢驗的是氣壓計,而不是單位;一臺按帕斯卡檢定的氣壓計,只有在難得的巧合下才會正好指到一個大氣壓。它的親戚們命運相似:毫米汞柱同樣由帕斯卡定義,同樣還活著——活在醫學裡,人們用它量血壓,任何建議都沒能改變這一點。

無液氣壓盒隨天氣呼吸:零點幾毫米的位移,被槓桿放大成指標的擺幅
目錄 · 計量單位

每個量一頁

SI 的七個基本單位、二十二個有專門名稱的匯出單位,以及技術與日常都離不開的非 SI 單位。每一個都有自己的一頁:定義、換算、測量儀器、書寫規則。共 36 種語言。

7
基本單位
22
匯出單位
36
種語言

壓力:各種單位及其緣由

一個量,十來種標度
atm ML⁻¹T⁻²
標準大氣壓
正好 101 325 Pa
Pa ML⁻¹T⁻²
帕斯卡
SI 單位
bar ML⁻¹T⁻²
bar
整整 100 kPa
mmHg ML⁻¹T⁻²
毫米汞柱
即託
psi ML⁻¹T⁻²
磅力每平方英寸
英美工程
inHg ML⁻¹T⁻²
英寸汞柱
航空與美國
hPa/3 小時 ML⁻¹T⁻³
氣壓變化趨勢
變化有多快
kg/m³ ML⁻³
密度
它本身也隨壓力而變
°C Θ
攝氏度
沸點隨之移動
м SI 基本
米
柱的高度
Н MLT⁻²
牛頓
單位面積上的力
okta 1
雲量
同樣關乎天空

SI 基本單位

千克、米、秒
s
秒
時間
m
米
高度
kg
千克
空氣的質量
A
安培
電流
K
開爾文
溫度
mol
摩爾
物質的量
cd
坎德拉
發光強度

本頁的語言

36 種語言。符號 atm 是國際通用的,習慣的標度卻不是:在翻譯中,表格會按當地慣例調整。

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