Question

Хочу разобраться с атмосферным давлением... помогите понять 1)Возьмем две полусферы, откачаем воздух- понятно, что тогда они будут удерживаться вместе атмосферным давлением. Если впустить внутрь воздух, то сфера распадется, тк воздух внутри уравновесит давление с атмосферным снаружи. Я не понимаю, как давление внутри шара может быть равно атмосферному, ведь атмосфера снаружи от шара- огромная масса воздуха, а внутри шара- совсем небольшая... 2)Аналогично- стакан, если его полностью наполнить водой, приложить лист и перевернуть- сам проверял, действительно, лист удерживается атмосферным давлением. Но если стакан неполный- то нет. Как так- немного воздуха в стакане создает давление, равное атмосферному?! Да, концентрация молекул снаружи и внутри одинакова, но ведь масса воздуха снаружи огромна, а внутри стакана- почти ничего!

Answer 1

молекулы воздуха движутся и потому непрерывно ударяют о стенки шарика внутри и снаружи. При откачивании воздуха число молекул под колоколом вокруг оболочки шарика уменьшается. Но внутри завязанного шарика их число не изменяется. Поэтому число ударов молекул о внешнюю поверхность оболочки становится меньше числа ударов о внутреннюю поверхность. Из-за этого шарик раздувается и принимает такие размеры, при которых сила упругости его резиновой оболочки становится равной силе давления газа, находящегося внутри его.

Сферическая форма, которую принимает раздутая оболочка шарика показывает, что газ оказывает по всем направлениям одинаковое давление.

Выясним, как зависит давление газа от его объема. Температуру газа будем считать постоянной.

Если объем газа уменьшить, но так, чтобы масса его осталась неизменной, то в каждом кубическом сантиметре газа молекул станет больше. Это означает, что плотность газа увеличится. Тогда число ударов молекул о стенки сосуда возрастет и давление газа станет больше.

итог, давление воздуха, зависит не только от массы.

$p = \frac{q}{ \gamma } rt$

где, p давление

q давление

гамма - количество

r- газ.постоянная

t - температура

допустим, t постоянно, как и собственно r.

тогда, давление прямо пропорционально давлению и обратно пропорционально количеству вещества.

а здесь думаю станет всё ясно.

PS: за формулы сорри, приложение не позволяет пользоваться греческими символами, и заглавными тоже. вопрос, задачи по математике и физике без этого ? интересно, разрабы об этом не подумали?!

Answer 2

Действительно, атмосферное давление может показаться неочевидным и даже запутанным, но давайте разберемся, чтобы прояснить эти вопросы.

1. Полусферы с воздухом: Когда вы откачиваете воздух из пространства между полусферами, внешнее атмосферное давление всё равно действует на обе стороны полусфер. Однако внутри полусфер теперь нет воздуха, и, следовательно, нет молекул, которые создавали бы давление на внутренней стороне полусферы. Таким образом, внутренняя сторона полусферы не испытывает сопротивления воздуха, и полусферы могут удерживаться вместе только благодаря атмосферному давлению на внешней стороне.

Когда вы впускаете воздух в пространство между полусферами, внутренняя сторона теперь также оказывается под действием воздушного давления изнутри, которое балансирует атмосферное давление снаружи. Но это не означает, что внутри полусферы давление становится таким же, как снаружи. На самом деле, внутри полусферы давление остается намного ниже атмосферного. Однако, воздушное давление изнутри компенсирует внешнее атмосферное давление, и полусферы могут удерживаться вместе.

2. Стакан с водой и листом: Когда вы наполняете стакан полностью водой и закрываете его листом, воздух внутри стакана сжимается под листом, и давление воздуха увеличивается. Это происходит из-за того, что воздух под действием силы тяжести сжимается вниз, создавая дополнительное давление под листом.

Когда стакан наполовину заполнен водой и вы переворачиваете его, воздух уже не сжимается под листом таким образом, как при полном заполнении, и давление воздуха недостаточно сильно, чтобы удержать лист. На этом примере можно увидеть, что объем и масса воздуха играют важную роль в создании атмосферного давления.

В обоих случаях, когда давление внутри и снаружи объекта сбалансировано, объект может оставаться в состоянии равновесия. Но важно помнить, что давление внутри объекта в обоих примерах будет ниже атмосферного. Это связано с тем, что воздух обладает малой плотностью, и его масса находится взаимодействии с большим объемом, что позволяет ему сбалансировать атмосферное давление наружу.