空氣的壓強是由空氣的重力引起?還是由氣體分子間的碰撞所引起

時間 2022-03-03 14:20:05

1樓:臨高山林之間

首先呢,我覺得lyw0210解釋方式很正確,這裡只是來補充一下簡略的推導過程和我認為比較詳細的解釋,同時我覺得已經過去一年了,題主可能已經解決這個問題了,這裡發上來只是為了給其他人看一下,並且對這個問題的解釋還要稍提一下.(至於懸賞分什麼的都無所謂)

第一呢,壓強的普遍定義是與力相關的(不用我多嘴解釋吧),而物理學家在對氣體進行微觀研究時,認為某表面上的氣體壓強是氣體對該表面單位面積單位時間內的累積碰撞衝量  (劃重點),並在這個基礎上,推導得出氣體壓強與氣體分子速率成二次比關係  (再劃重點).具體推導過程大物上冊是有的,可以仔細看一看.

在理解上述第二個重點後,其實這個問題就很清晰了.

既然題主對比的是重力和微觀分子的碰撞兩個因素,那麼我們就應該在微觀上去討論這個問題,首先去思考重力對微觀氣體分子會有什麼作用----提供一個力(受力分析瞭解一下),其次在微觀上這個力會帶來什麼影響?由於氣體分子是一直在運動,因此重力的直觀作用就是給氣體分子一個豎直方向上的動量,隨後當氣體分子碰撞某表面時,該重力動量轉化為重力衝量,亦即上述的壓強.那麼問題來了,如果沒有碰撞,這個重力作用能起效嗎?

或者如果沒了重力作用,氣體分子就不會碰撞某表面了嗎?(lyw0210的空間站了解一下)

所以這個問題就很清晰了,重力並沒有引起了壓強,反而重力恰恰是通過分子碰撞才實現了作用,其作用表現有兩個,一是壓強值等於空氣柱重量,二是壓強與高度成指數關係.

因此,對氣體而言,壓強的本質就是氣體分子的碰撞,就像煤發電一樣,不是煤產生了電,而是磁生電,沒有煤可以用水力,可沒有了磁卻是怎麼也發不了電.(說化學電池的請自覺離開)

空氣壓力迷惑人的地方無非兩個,一是概念混淆,二是直觀上看到壓力值為空氣柱的重量.

證明如下

實際上,在巨集觀上,根據壓強的普遍定義,大氣壓強可以認為由重力引起,但在微觀機理上,大氣壓強產生的真正原因還是氣體分子的碰撞。

2樓:匿名使用者

我不是物理專業的學生,只是對物理有濃厚的興趣,看到你這個問題我試著想了一下,確實是一個有趣的問題,我把我的理解說一下,希望能對你有幫助,但我掌握的知識不多,可能達不到你的嚴格證明的要求,但我認為,只是回答你提出的問題的話,還是能夠回答的,而我也認為,這並不是一個嚴格的證明題,在我的論據裡有一個關於彈簧的類似的問題,你看了那個問題後會知道並不需要所謂嚴格的證明。如果你非要一個嚴格證明,我想,既然你會提出這個問題,肯定是自己想過的,如果我的回答能幫助你給出嚴格證明,我想我的回答也不是白費力氣。當然也不排除你認為我在胡說八道,但我確是這樣理解的。

進入正題

我認為氣體壓強是由氣體分子間的碰撞引起的

一個剛性瓶,在地面裝滿空氣,裡面顯然是有壓強的,如果我能把它放到外太空,保持溫度不變,顯然它裡面的壓強不會變,因為瓶子體積沒變,氣體的物質的量不變,溫度(平均動能)不變,所以氣體分子間的碰撞程度不變,巨集觀表現就是壓強不變。也就是說,大量空氣被約束住了,內部分子間能產生大量碰撞,才有壓強。(之所以加上大量是因為壓強是一個巨集觀物理量,是一個統計結果)。

再說大氣壓是怎麼回事,我認為天體就像是一個「特殊的瓶子」,通過重力把空氣約束在天體周圍,為什麼說這個「瓶子」特殊,因為它不是用瓶壁而是用重力在約束空氣,就是這個重力,使得大氣壓強在天體不同高度處壓強不同,從而引起人們的爭論,讓人們覺得氣壓是由重力引起的(當然,大氣壓是由重力間接引起的,但直接原因還是氣體分子間的碰撞),但卻沒人去爭論瓶子裡的氣壓是不是由瓶壁的彈力引起的。

3樓:匿名使用者

物理的理論是用於讓人可以理解事物,瞭解他,運用它, 本人認為解決問題的時候,是簡單化,不是刻意用任何理論去刻意複雜化,任何公式都不是萬能的,都有其適應範圍,首先,空氣如果沒有重力,氣壓差啊,他怎麼不去太空?壓強是什麼定理?它強調是一個物體對另外一個物體在單位面積上受到的壓力。

也就是壓強不是單獨存在的。由於空氣中有很多中氣體,所以難分析,我們用最簡單的水蒸氣。首先我宣告,假設水蒸汽跟空氣一樣的密度,一樣的體積(這個可以實現的)。

如果沒有重力,就像之前有人在飛船上用水做實驗,水會一直飛著飛著,那麼水蒸氣也一樣,如果地球沒有引力。那麼水蒸氣就在太空飄著飄著,空氣也一樣,那麼為什麼空氣會形成壓強在地球。太空沒有壓強(事實證明是有,但很小),因為在地球上嘛。

所以有重力。根據牛頓的萬有引力。地球對空氣有引力。

那麼空氣就對地球有反作用力。而作用面積是地球,所以肯定會對地球有壓強,簡稱氣壓。分子間的碰撞也是造成氣壓的一個因素

4樓:匿名使用者

直接來說,氣體壓強是由分子碰撞引起的,分子對氣體內壁面的碰撞導致了對壁面的壓力,形成壓強。

但是,具體到地球的空氣,我們還應該考慮一個問題,地球上的空氣為什麼會存在壓強,是因為地球引力存在,才會把空氣聚攏在地球周邊,這些氣體被地球引力所約束,不能擴散開,才形成了內部的壓強。否則空氣全跑了,自然什麼壓強都沒有了。所以,如果我們把重力理解成引力的效應的話,說地球空氣的大氣壓力是由空氣重力引起的也可以說是對的。

對大氣層空氣來說,壓強的直接原因是分子運動,間接原因是地球引力(是引力把分子聚攏在一起)。所以,其實是可以用地表的壓力來表示大氣層空氣柱的重量的。

5樓:寒塘鶴影

我覺得大氣壓本質上是由重力引起的,只是在數值上和按照氣體分子碰撞計算出的結果相同。首先根據理想氣體狀態方程pv=nrt來算一算標準大氣壓,取一立方米氣體,溫度300k,r取8.3,你會得到p=0.

11mpa,和標準大氣壓差不多吧。然後你想一想,假如沒有重力的話大氣層還會存在嗎?不會,氣體會全部逃逸到太空中去的。

所以重力才是引起大氣壓的原因。你還可以想象有一個非常高的試管,底部在地面,頂部在大氣層最上面,那麼試管裡的氣體就會因為重力而壓迫試管底。至於為什麼兩者數值剛好相等,那是因為如果分子的氣動力如果小於氣體重力的話那麼氣體會繼續向下壓縮,這時分子的氣動力會繼續增加,直到兩者平衡,氣體才會保持穩定,反之如果分子氣動力大於氣體重力產生的作用力,那麼氣體就會膨脹,分子氣動力就會減小,直到兩者相等。

總之,重力是本質原因,氣動力是表現形式。兩者並不矛盾,你可以把它們看成作用力與反作用力。

6樓:花自飄零

大氣壓產生的原因可以從不同的角度來解釋。課本中主要提到的是:空氣受重力的作用,空氣又有流動性,因此向各個方向都有壓強。

講得細緻一些,由於地球對空氣的吸引作用,空氣壓在地面上,就要靠地面或地面上的其他物體來支援它,這些支援著大氣的物體和地面,就要受到大氣壓力的作用.單位面積上受到的大氣壓力,就是大氣壓強;第二,可以用分子運動的觀點解釋(分子運動論的知識將來初三會學到)因為氣體是由大量的做無規則運動的分子組成,而這些分子必然要對浸在空氣中的物體不斷地發生碰撞.每次碰撞,氣體分子都要給予物體表面一個衝擊力,大量空氣分子持續碰撞的結果就體現為大氣對物體表面的壓力,從而形成大氣壓。若單位體積中含有的分子數越多,則相同時間內空氣分子對物體表面單位面積上碰撞的次數越多,因而產生的壓強也就越大。

7樓:樺貍

哈哈~看了一下一眾回答,對錯先不說,就想說一句——就算把式子列出來,樓主怕是也看不懂╮(╯▽╰)╭

為了方便理解,大家把每一個物理公式背後的含義講給樓主聽,樓主就說沒式子不理解。自然科學最開始就是從定性的哲學發展來的,數學只是定量以及用來檢驗結果的工具而已。

再說氣體壓強本質是分子運動產生的這都被證明出來多少年了想知道為啥和用啥式子自己查去。引力場算是粒子的基本屬性了,質量大的地球引力場束縛住氣體粒子,相當於把氣體困在容器裡,然後氣體碰撞產生的壓強就是你說的大氣壓強,至於他為什麼可以跟重力關聯求解…大氣層,動態平衡啊,再近個似就能求解了唄╮(╯▽╰)╭

你非讓列式子?我只能說按你能理解的思路,頂多列一個空氣壓強等於空氣重力的平衡方程就夠了╮(╯▽╰)╭嗯以上

8樓:匿名使用者

是由氣體分子間的碰撞所引起的,最直觀的一點就是:無重力環境下的國際空間站內部也有空氣壓力。

實質上空氣壓力的**就是空氣分子不停地撞擊物體表面,由此產生的微觀撞擊力巨集觀化之後就是空氣壓力。

我看有人說是重力使空氣產生了壓力,這個實際上漏了幾個中間步驟。萬有引力作用使空氣受到了向地心的力,空氣分子於是會產生向下的運動,直到與其他空氣分子或是物體之間的撞擊產生的力能使它巨集觀上保持靜止,也就是說,空氣為了產生足夠的「浮力」,在不同的情況下需要有相應的「上下撞擊力差」,這就是越往高空大氣層越稀疏的原因。

因此,重力是約束空氣形成一定密度的原因,但只要有了這個密度,不論是否有重力,空氣分子的碰撞都會產生壓力。亦即是說,有沒有空氣壓力,關鍵在於有沒有空氣(不論密度大小,這隻會影響壓強的大小);而使空氣存在與此形成一定密度,不會分散開來,則需要一定的「約束力」。而重力,只是剛好充當了在大部分被研究情況下的「約束力」罷了。

大氣壓強的公式是什麼?要詳細的

9樓:匿名使用者

⒈壓強p:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強。

壓力f:垂直作用在物體表面上的力,單位:牛(n)。

壓力產生的效果用壓強大小表示,跟壓力大小、受力面積大小有關。

壓強單位::牛/米2;專門名稱:帕斯卡(pa)

公式: f=ps 【s:受力面積,兩物體接觸的公共部分;單位:米2。】

改變壓強大小方法:①減小壓力或增大受力面積,可以減小壓強;②增大壓力或減小受力面積,可以增大壓強。

⒉液體內部壓強:【測量液體內部壓強:使用液體壓強計(u型管壓強計)。】

產生原因:由於液體有重力,對容器底產生壓強;由於液體流動性,對器壁產生壓強。

規律:①同一深度處,各個方向上壓強大小相等②深度越大,壓強也越大③不同液體同一深度處,大 的, 壓強也大。 [深度h,液麵到液體某點的豎直高度。]

公式:p=ρgh h:單位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。

⒊大氣壓強:大氣受到重力作用產生壓強,證明大氣壓存在且很大的是馬德堡半球實驗,測定大氣壓強數值的是託 裡拆利(義大利科學家)。托裡拆利管傾斜後,水銀柱高度不變,長度變長。

1個標準大氣壓=76釐米水銀柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高

測定大氣壓的儀器:氣壓計(水銀氣壓計、盒式氣壓計)。

大氣壓強隨高度變化規律:海拔越高,氣壓越小,即隨高度增加而減小,沸點也降低。

空氣的壓強公式

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