壓強=密度×g×h,密封一杯空氣,h相對大氣壓變得很小了啊,為什麼氣壓還不變呢


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: [公式] , S為上下的截面積,簡化起見這裡是正方體。

下表面壓力: [公式]

則浮力: [公式]

如果 [公式] , 就簡化為 [公式]

壓強就是 [公式]

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 [公式] 這個密度,是需要壓力的。

這個壓力就是 [公式] 這個壓強下才有的。所以密封與否,不改變內部空氣的壓強。


朋友,從表面上講,P=ρgh的前提是有自由液面……

你封閉了,就沒有自由液面了,公式自然不適用了。

從實際上講,P=ρgh是從不受重力以外的力的垂直液柱對底部的壓力推導出來的。

而你封閉了瓶子之後,瓶子內氣體要受到瓶蓋的力的(雖然瓶蓋又受到大氣的力,二力平衡就是了。)……


那個東西算出來的是表面到某一位置的壓力差。對於液體來說,這個壓力一般是忽略了大氣壓的,但對於氣體本身,這個壓力就不能忽略了。

用這個公式算氣體壓力,你的h應該是大氣層的厚度,而不是杯子的高度。


想像一下,瓶子只是一個很薄的外殼,一旦內部壓力小一點就會被擠破,為了維持外殼不破裂,內部壓力與外部壓力相同


一r


首先你要明白,壓強的本質是什麼。

我們可以不嚴謹地理解為,流體的分子撞擊容器壁的衝量的集合或者說「撞擊力」的宏觀表現。

這個撞擊力有兩個來源,一是來自地球重力,使分子傾向於往底面擠壓。二是分子的無序熱運動,使分子傾向於均勻擴散到整個空間。

對液體來說,前者為主後者忽略不計。所以液體壓強與深度相關(指近似相關,下同),與溫度不相關。在零重力條件下,液體(幾乎)不對容器壁產生壓強。

而對分子間作用力極小的氣體來說,後者為主前者忽略不計。所以氣體壓強與溫度相關,與深度不相關。在零重力條件下仍有壓強存在。

這一現象是由於液體具有不可壓縮性,所以分子只能以固定的密度堆棧,因此堆棧的高度與壓強正比。

而氣體具有可壓縮性,不同高度的密度差和氣壓差就已經體現了重力對壓強的影響。密封氣體和流通氣體溫度和密度一致,那麼壓強也就一致。


ρgh的h是從壓強為0的地方開始算

密封之後的瓶子內部頂端壓強不為0


對不起我不是理科生


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