我用杯子裝一瓶空氣再密封,不做其他改變,氣壓為什麼會等於大氣壓。根據流體氣壓公式,不應該會變小嗎?
作者:由 奇多多 發表于 體育時間:2021-03-01
先以液體來說吧,空氣其實密度變化挺厲害的。
從浮力的來源來說:浮力來源於物體上下表面的壓力差。
上表面壓力:
, S為上下的截面積,簡化起見這裡是正方體。
下表面壓力:
。
則浮力:
。
如果
, 就簡化為
。
壓強就是
提問認為瓶子裝空氣再密封,壓強會變小,因為h變了。
然而,用來密封的那個東西,此處就當是瓶蓋吧,也是一直處於空氣中的,它本就一直受著空氣的壓迫。
在空氣環境下擰上瓶蓋,瓶蓋受的壓強不會變的,也就是蓋子上下的壓力不會變。所以蓋子會把上方的壓力傳遞給瓶子裡面的空氣。
實際上h是沒有變的。
在空氣環境下密封開口的瓶子,在壓力方面的本質上和“在瓶子口上放一張紙”沒有區別。蓋子一直在空氣中處於四周壓力之下,擰到瓶子上這個行為的作用只有限制空氣進出這一條。
上面的說法不好理解。換個思路:
物體受到的浮力等於排開的水(流體)的體積。
一個
沒擰
蓋子的瓶子自動裝滿了空氣,這個事情太習以為常。
那麼問題來了,空氣憑啥乖乖呆在口子敞開的瓶子裡面?
想一下,這個 瓶子+空氣 的體系,是不是也排開了瓶子體積那麼大的空氣?
如果沒有外界的大氣,瓶子裡面的空氣是不是早跑光了?
這時候,瓶子擰上蓋子密封。如果把這個瓶子放在真空中呢?瓶子包括蓋子,會不會受裡面氣體的壓迫?
那憑啥在真空中瓶子要受裡面空氣的壓迫(力)呢?
因為在空氣中的時候瓶子也受瓶子裡面的空氣壓迫的,只是外界大氣把它平衡了。最關鍵的原因是
把空氣維持在 #FormatImgID_9# 這個密度,是需要壓力的。
這個壓力就是
這個壓強下才有的。所以密封與否,不改變內部空氣的壓強。
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