作者wcshiu (福留的精彩守备)
看板Physics
标题Re: [问题] 大气压力的成因
时间Thu May 17 02:48:57 2007
※ 引述《wcshiu (福留的精彩守备)》之铭言:
: ※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之铭言:
: : 最近有学生问到当一个空杯子里面的空气压力和外界一样是1atm时,
: : 如果拿个盖子把杯子盖起来,里面气体压力为什麽仍为1atm。
: : 根据和学生讨论一下之後,了解他的问题是:
: : 一般大气压力是说由某垂直空气柱的气体总重量在此截面积上所产生的。
: : 那如果盖个盖子,里面气体剩下一些些而已,为什麽还有那麽大的压力?
: : 我也不能解释的很好,自己想了之後,产生更多问题,条列如下:
: : 1.大气压力成因为何? 气体重量?或 气体分子碰撞?
: 大气压力的成因
: 为最基本的让气体分子弹性碰撞造成的加速度的力所产生的压力
: P = F/A
: = Nma/A
: = Nm(Δv_x/Δt)/A
: = Nm(2v_x/Δt)/A
: = Nm(2v_x/2L/v)/A
: = Nm(v_x^2)/V
: = Nm(v^2/3)/V
: = Nmv^2/3V
: PV = Nmv^2/3 = NkT
: : 2.当盖子盖起来之後,里面气体的确就那麽少,为什麽仍有1atm的压力?
: 因为 N:V 比例没变,气体分子速度也没变即温度没变,压力自然不变
: : 3.是否盖子盖起来後,里头气体分子碰撞变剧烈,才得以保持1atm?
: ??? 不盖起来一样是 1atm
: : 4.那为什麽杯子不会变热?(根据温度是反应分子运动的剧烈程度)
: 压力没变,N/V比没变,即分子速率没变,即温度不变
: : 有点混乱,觉得满奇怪的。
: 任何高二物理上面教的那个证明、那个等式就可以说明一切气体动力论了
: : 谢谢~~
: 推 dxdxt:那麽和重量的说法关系是? 05/17 01:50
: → monmath:觉得要去查空气的密度随高度的变化...然後积分 05/17 02:01
你应该是指高度越高气压越低的问题
气体动力论这章,也就是上面的式子
是乎略气体因地心引力的影响造成的压力差
大部份的参考书可能会在这章的一开始列出一个习题让你算引力造成的压力
以及分子来回冲撞造成的压力大小所占的比例
引力造成的压力你用求液体水压的方法就可以求得
主要的气压也就是用 PV = NkT = Nmv^2/3 求得
很明显在引力造成的压力为气体分子冲撞的十的负好几次方倍
故除了高度差非常大的情况下
一般都当同一个地方的气压不随高度变化而为一个常数,例如 1 atm
重量的说法跟这里的 PV = Nmv^2/3 = NkT 完全没有关系
而气体动力论里面还有一个大半高中生常搞混的观念就是
在同一个温度下
不要以为分子重的气体(气压.体积)会比较大
因为它们的移动速度一定会比较慢
这些都在式子里说明一切
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Maxwell's Electromagnetic Equations
▽‧D=ρ ∮D‧ds=Q
▽╳E=-dB/dt ∮E‧dl=-d(∫B‧ds)/dt
▽‧B=0 ∮B‧ds=0
▽╳H=J+dD/dt ∮H‧dl=I+d(∫D‧ds)/dt
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