作者Beachboy (天煞孤星)
看板Physics
标题Re: [请益] 再讨论大气压力
时间Thu Feb 11 14:27:58 2010
※ 引述《robertshih (施抄)》之铭言:
: 1. 压力是垂直平面的作用力
: 2. 大气压力的确是大气重量所造成, 一个大气稀薄的行星, 大气压力会较小
: 3. 密闭容器的气体压力是来自於气体碰撞(气体动力论), 但同时也会有气体重量造成的压
: 力, 唯後者可忽略.
: 举例来说, 一立方公尺正立方体容器内的氧气32克(2莫耳), 在300K时:
: 碰撞压力为: P*(1000) = 2*24.6 => P = 0.0492大气压 = 4983.96 Pa
: 重量压力为: 0.032*9.8/(1) = 0.3136 Pa
那可以请问
为什麽 大气压力 就说 由重量
密闭气体 却说 由碰撞
看这个假设的情况
我觉得可以好好想想XD
http://www.wretch.cc/album/show.php?i=beachboy417&b=14&f=1137983357&p=48
假设有一个长形的桶子,不考虑质量。
也就是假设弹簧读数(正向力)原本是0。
里面我安排一坨gas,质量是m。
假设让这些气体原子,“掉”在桶内,也就是没有动能,没有碰撞。
那我们应该可以量到 N = mg。这是所谓气体的重量(假设我这样定义)。
但是,当我将装置恢复成生活环境。
这时候,气体有碰撞、有动能。
如果不去“限制”他,因为每一颗气体分子质量太小,碰撞後,会到处飞走。
这时候,如果上方是开着,我们甚至量不到mg,可能更小许多。
但重点在这边,如果我欲维持这些gas在一大气压,我势必拿一个盖子或活塞
(假设盖子和活塞也是没有重量)去压着,为了维持压力,我需要用手施一个力F。
此力F的大小等於P乘上盖子的面积。F = PA。
以整个容器器统来看,这时候量到的数值我觉得就很值得注意。
N = mg + F 照理讲应该是这样没错吧XD
这时候,F是很可观的数字。而且确实上来讲,也是比mg大很多。
我描述的这种情况很像是一个封闭的盒子(假设盒子无质量)。
但差别只是,我图中的盖子和器壁是光滑,没有“黏紧或焊接”在容器壁上,
所以那个F会作用到弹簧上,量的到。
而在一般我们说的容器,则是四面八方焊接好,放在弹簧秤上,
结果只量到mg(很轻),量不出来F。
所以压力P造成的效果PA=F,就由盒子结构所承受,不会在磅秤上显示出来。
如果是这样,倒也合理。
但又回到开放的大气,又怪怪的。
有人说,重力的效果,好像是把air关住。那麽试想一个情况:
假设从地面开始装一个弹簧秤,左右就像我图中的装置有墙壁,往上到天空很高处。
弹簧秤具有某个截面积A。我也假设器壁无质量。
这时候,上方好像已不需要盖子,反正重力会拉住这些气体。
或甚至你也可以说,最上方的大气,就当做盖子,压住中间和下面的gas。
那我问,最下面我们量到的“重量”N,
到底是 mg 而已,还是mg+那个大很多的F?
我一直觉的到底哪里很妙,用压力间接推算出来的大气平均密度。
却和我们如果搭飞机去空中采样,取1立方公分的气体,用所有里面气体分子
的原子量所算出来的质量,又的确是相等。
这该怎麽表达呢........
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