※ 引述《robertshih (施抄)》之銘言:
: 1. 壓力是垂直平面的作用力
: 2. 大氣壓力的確是大氣重量所造成, 一個大氣稀薄的行星, 大氣壓力會較小
: 3. 密閉容器的氣體壓力是來自於氣體碰撞(氣體動力論), 但同時也會有氣體重量造成的壓
: 力, 唯後者可忽略.
: 舉例來說, 一立方公尺正立方體容器內的氧氣32克(2莫耳), 在300K時:
: 碰撞壓力為: P*(1000) = 2*24.6 => P = 0.0492大氣壓 = 4983.96 Pa
: 重量壓力為: 0.032*9.8/(1) = 0.3136 Pa
那可以請問
為什麼 大氣壓力 就說 由重量
密閉氣體 卻說 由碰撞
看這個假設的情況
我覺得可以好好想想XD
http://www.wretch.cc/album/show.php?i=beachboy417&b=14&f=1137983357&p=48
假設有一個長形的桶子,不考慮質量。
也就是假設彈簧讀數(正向力)原本是0。
裡面我安排一坨gas,質量是m。
假設讓這些氣體原子,“掉”在桶內,也就是沒有動能,沒有碰撞。
那我們應該可以量到 N = mg。這是所謂氣體的重量(假設我這樣定義)。
但是,當我將裝置恢復成生活環境。
這時候,氣體有碰撞、有動能。
如果不去“限制”他,因為每一顆氣體分子質量太小,碰撞後,會到處飛走。
這時候,如果上方是開著,我們甚至量不到mg,可能更小許多。
但重點在這邊,如果我欲維持這些gas在一大氣壓,我勢必拿一個蓋子或活塞
(假設蓋子和活塞也是沒有重量)去壓著,為了維持壓力,我需要用手施一個力F。
此力F的大小等於P乘上蓋子的面積。F = PA。
以整個容器器統來看,這時候量到的數值我覺得就很值得注意。
N = mg + F 照理講應該是這樣沒錯吧XD
這時候,F是很可觀的數字。而且確實上來講,也是比mg大很多。
我描述的這種情況很像是一個封閉的盒子(假設盒子無質量)。
但差別只是,我圖中的蓋子和器壁是光滑,沒有“黏緊或焊接”在容器壁上,
所以那個F會作用到彈簧上,量的到。
而在一般我們說的容器,則是四面八方焊接好,放在彈簧秤上,
結果只量到mg(很輕),量不出來F。
所以壓力P造成的效果PA=F,就由盒子結構所承受,不會在磅秤上顯示出來。
如果是這樣,倒也合理。
但又回到開放的大氣,又怪怪的。
有人說,重力的效果,好像是把air關住。那麼試想一個情況:
假設從地面開始裝一個彈簧秤,左右就像我圖中的裝置有牆壁,往上到天空很高處。
彈簧秤具有某個截面積A。我也假設器壁無質量。
這時候,上方好像已不需要蓋子,反正重力會拉住這些氣體。
或甚至你也可以說,最上方的大氣,就當做蓋子,壓住中間和下面的gas。
那我問,最下面我們量到的“重量”N,
到底是 mg 而已,還是mg+那個大很多的F?
我一直覺的到底哪裡很妙,用壓力間接推算出來的大氣平均密度。
卻和我們如果搭飛機去空中採樣,取1立方公分的氣體,用所有裡面氣體分子
的原子量所算出來的質量,又的確是相等。
這該怎麼表達呢........
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.122.198.171
※ 編輯: Beachboy 來自: 140.122.198.171 (02/11 14:31)