→ void:寫的有點亂 不知道大家看不看得懂orz 05/18 01:59
推 Assassin81:大氣密度的分布可以由理想氣體定律來推導嗎 覺得理想 05/18 19:38
→ Assassin81:氣體定律跟p=ρgh是不矛盾的 05/18 19:45
推 void:可以 不矛盾 05/18 20:26
推 bisconect:你寫的這篇是我一路看下來唯一回答到重點的文! 很好! 05/21 04:35
※ 引述《Beachboy (天煞孤星)》之銘言：
: 恩 先感謝詳細的回覆 讓我多學到了很多
: 但仍有點混亂+困惑
: 整個看起來，大氣壓力的機制乃因為氣體分子的碰撞(不論有無容器)。
: 那目前高中物理課本裡面提到一句話「大氣壓力乃地球上方空氣柱的重量所造成」，
這樣講法是有點tricky的
先討論地面某個體積內的空氣
用另一個方式想 如果沒有上面的空氣柱"壓著" 那下面的氣體會迅速逸散到太空
(底層空氣本身的重量不足以維持他在地球上)
或是譬如說
有個活塞 先固定活塞 此時裡面的氣體壓力是0.5atm
然後用活塞加壓到1atm 氣體體積縮小 達到平衡時氣體壓力也成為1atm
如果此時放掉活塞(即讓活塞施的力為零)
那氣體會無限膨脹盡量讓壓力趨近於零
回頭來看原來的問題 什麼叫"壓力的來源"?
如果沒有上頭那些空氣柱"壓著"就算地表的溫度低於25度C氣體也會逸散
而 由PV=NRT 氣體的壓力跟溫度有關係 但是這個式子中 變數有三個
改寫成PM=DRT 時 變數還是有三個 P T D 決定其中兩個令一個就確定
所以或許該問的問題並不是壓力的"原因" 是什麼
而是為什麼壓力是被固定在這個值 畢竟定溫下 氣體的密度也會影響到壓力
回到原來的問題 一個密閉杯子理 假設和外界同溫 那裡面氣體的密度和外界一樣
兩個變數都固定 壓力當然和外界一樣
而外界的氣體也是如此 溫度和壓力都一樣
如果說外界氣體頭上的空氣柱質量突然變少了 溫度還是維持不變
那他的重量就不足以"維持" 地表空氣的1atm的壓力 所以地表氣體會膨脹
壓力就會變的比1atm小 此時密度會跟著變小 直到重新達到平衡狀態 有另個一平衡壓力
(如果沒有達到平衡的狀態空氣就會全部跑到宇宙 也是有這樣的星球)
簡單說 外界空氣頭上的空氣柱扮演的腳色就是有點類似密閉杯子這個容器一樣
所以外界空氣有頭上的空氣柱 杯子裡面沒有 但是其實兩者的狀態是差不多的
我覺得這個問題很有意思 一點看法 還請指教
: 這句話似乎就不那麼正確囉？
: 一個固體放在桌面上產生的壓力的確是： 該物體的重量/截面積
: 而液體也可以這樣計算： 整個容器的液重/截面積 = ρgh
: 但事實上，大氣壓力並不是直接測得，是托里切利利用水銀柱的高度巧妙地
: 間接測量大氣壓力的值 = 76 cm-Hg
: 於是我在想，是不是可以這樣推論
: 大氣壓力(氣體的壓力)
: 1.並非(或非主因)由氣體本身重量所產生，是碰撞造成。
: 2.高中物理在大氣壓力那個單元(尚未教到氣體動力論)，有誤導的可能。
: (若學生尚未學習氣體分子會碰撞，是否就無法解釋大氣壓力？)
: 3.或者，“大氣壓力是由地面上某截面積鉛直往上之空氣柱重量所產生”這句話
: 一個幫助我們想像的說法，事實上，根本不是這樣？
: 4.科學家到底怎麼測量大氣分子的密度？
: 如果是利用托里切利測量到的數值+上面那句話的假設-->估算出大氣密度
: 那我懷疑這樣得到的大氣密度的正確性？(因為大氣壓液根本不是大氣重量造成)
: ※ 引述《mantour (朱子)》之銘言：
: : 這個問題應該要看你會成因的定義為何
: : 不管是氣體還是液體，如果你要問 「作用在器壁上的力的來源」的話
: : 都應該是分子對器壁的作用力所產生的
: : 因此，在無重力下在密閉容器中的氣體還是有壓力
: : 同樣的，就算沒有重力，如果你試圖去壓縮液體的話，還是會有壓力
: : 所以對氣體而言，決定壓力的是氣體分子的密度(這裡指的是單位體積的分子數)和溫度
: : 對液體而言，決定壓力的是液體受擠壓的程度
: : 而我們一般說氣體重量或水的重量產生壓力，指的應該是說 重力是 「造成擠壓的原因」
: : 大氣並非裝在密閉容器中，為什麼會維持一定的密度和壓力不會散掉，是因為有重力
: : 下方的水產生壓力是受到上方的水的重量擠壓，所以愈深的水底壓力愈大
: : 用容器把氣體裝起來，同樣可以維持它的密度讓它不會散掉
: : 只要密度和溫度都沒有改變，當然壓力也不會改變，不一定要有重力才會造成壓力
: : 決定壓力的是 單位體積的分子數 ，和總氣體量無關
: : 分子的運動並沒有變劇烈，只是跟原本一樣而已
: : 容器中的分子溫度和被裝起來以前相同 => 分子運動程度相同 ...............1
: : 容器中的分子密度和被裝起來以前也相同..................................2
: : 1 + 2 => 單位時間內撞擊在單位面積上的分子造成的衝量相同 => 壓力相同
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