空气的压强是由空气的重力引起？还是由气体分子间的碰撞所引起？51

发布网友发布时间：2023-11-13 16:04

共5个回答

热心网友时间：2024-04-05 22:10

　　我不是物理专业的学生，只是对物理有浓厚的兴趣，看到你这个问题我试着想了一下，确实是一个有趣的问题，我把我的理解说一下，希望能对你有帮助，但我掌握的知识不多，可能达不到你的严格证明的要求，但我认为，只是回答你提出的问题的话，还是能够回答的，而我也认为，这并不是一个严格的证明题，在我的论据里有一个关于弹簧的类似的问题，你看了那个问题后会知道并不需要所谓严格的证明。如果你非要一个严格证明，我想，既然你会提出这个问题，肯定是自己想过的，如果我的回答能帮助你给出严格证明，我想我的回答也不是白费力气。当然也不排除你认为我在胡说八道，但我确是这样理解的。

　　进入正题

　　我认为气体压强是由气体分子间的碰撞引起的

　　一个刚性瓶，在地面装满空气，里面显然是有压强的，如果我能把它放到外太空，保持温度不变，显然它里面的压强不会变，因为瓶子体积没变，气体的物质的量不变，温度（平均动能）不变，所以气体分子间的碰撞程度不变，宏观表现就是压强不变。也就是说，大量空气被约束住了，内部分子间能产生大量碰撞，才有压强。（之所以加上大量是因为压强是一个宏观物理量，是一个统计结果）。

　　再说大气压是怎么回事，我认为天体就像是一个“特殊的瓶子”，通过重力把空气约束在天体周围，为什么说这个“瓶子”特殊，因为它不是用瓶壁而是用重力在约束空气，就是这个重力，使得大气压强在天体不同高度处压强不同，从而引起人们的争论，让人们觉得气压是由重力引起的（当然，大气压是由重力间接引起的，但直接原因还是气体分子间的碰撞），但却没人去争论瓶子里的气压是不是由瓶壁的弹力引起的。

　　下面的我写在纸上：（图片有点大，有2M多）

热心网友时间：2024-04-05 22:11

直接来说，气体压强是由分子碰撞引起的，分子对气体内壁面的碰撞导致了对壁面的压力，形成压强。
但是，具体到地球的空气，我们还应该考虑一个问题，地球上的空气为什么会存在压强，是因为地球引力存在，才会把空气聚拢在地球周边，这些气体被地球引力所约束，不能扩散开，才形成了内部的压强。否则空气全跑了，自然什么压强都没有了。所以，如果我们把重力理解成引力的效应的话，说地球空气的大气压力是由空气重力引起的也可以说是对的。
对大气层空气来说，压强的直接原因是分子运动，间接原因是地球引力（是引力把分子聚拢在一起）。所以，其实是可以用地表的压力来表示大气层空气柱的重量的。

热心网友时间：2024-04-05 22:10

是由气体分子间的碰撞所引起的，最直观的一点就是：无重力环境下的国际空间站内部也有空气压力。
实质上空气压力的来源就是空气分子不停地撞击物体表面，由此产生的微观撞击力宏观化之后就是空气压力。
我看有人说是重力使空气产生了压力，这个实际上漏了几个中间步骤。万有引力作用使空气受到了向地心的力，空气分子于是会产生向下的运动，直到与其他空气分子或是物体之间的撞击产生的力能使它宏观上保持静止，也就是说，空气为了产生足够的“浮力”，在不同的情况下需要有相应的“上下撞击力差”，这就是越往高空大气层越稀疏的原因。
因此，重力是约束空气形成一定密度的原因，但只要有了这个密度，不论是否有重力，空气分子的碰撞都会产生压力。亦即是说，有没有空气压力，关键在于有没有空气（不论密度大小，这只会影响压强的大小）；而使空气存在与此形成一定密度，不会分散开来，则需要一定的“约束力”。而重力，只是刚好充当了在大部分被研究情况下的“约束力”罢了。

热心网友时间：2024-04-05 22:10

首先呢,我觉得lyw0210解释方式很正确,这里只是来补充一下简略的推导过程和我认为比较详细的解释,同时我觉得已经过去一年了,题主可能已经解决这个问题了,这里发上来只是为了给其他人看一下,并且对这个问题的解释还要稍提一下.(至于悬赏分什么的都无所谓)

第一呢,压强的普遍定义是与力相关的(不用我多嘴解释吧),而物理学家在对气体进行微观研究时,认为某表面上的气体压强是气体对该表面单位面积单位时间内的累积碰撞冲量 (划重点),并在这个基础上,推导得出气体压强与气体分子速率成二次比关系 (再划重点).具体推导过程大物上册是有的,可以仔细看一看.

在理解上述第二个重点后,其实这个问题就很清晰了.

既然题主对比的是重力和微观分子的碰撞两个因素,那么我们就应该在微观上去讨论这个问题,首先去思考重力对微观气体分子会有什么作用----提供一个力(受力分析了解一下),其次在微观上这个力会带来什么影响?由于气体分子是一直在运动,因此重力的直观作用就是给气体分子一个竖直方向上的动量,随后当气体分子碰撞某表面时,该重力动量转化为重力冲量,亦即上述的压强.那么问题来了,如果没有碰撞,这个重力作用能起效吗?或者如果没了重力作用,气体分子就不会碰撞某表面了吗?(lyw0210的空间站了解一下)

所以这个问题就很清晰了,重力并没有引起了压强,反而重力恰恰是通过分子碰撞才实现了作用,其作用表现有两个,一是压强值等于空气柱重量,二是压强与高度成指数关系.

因此,对气体而言,压强的本质就是气体分子的碰撞,就像煤发电一样,不是煤产生了电,而是磁生电,没有煤可以用水力，可没有了磁却是怎么也发不了电.（说化学电池的请自觉离开）

空气压力迷惑人的地方无非两个,一是概念混淆,二是直观上看到压力值为空气柱的重量.

证明如下

实际上，在宏观上，根据压强的普遍定义，大气压强可以认为由重力引起，但在微观机理上，大气压强产生的真正原因还是气体分子的碰撞。

热心网友时间：2024-04-05 22:13

我觉得大气压本质上是由重力引起的，只是在数值上和按照气体分子碰撞计算出的结果相同。首先根据理想气体状态方程pV＝nRT来算一算标准大气压，取一立方米气体，温度300K,R取8.3，你会得到P＝0.11MPa，和标准大气压差不多吧。然后你想一想，假如没有重力的话大气层还会存在吗？不会，气体会全部逃逸到太空中去的。所以重力才是引起大气压的原因。你还可以想象有一个非常高的试管，底部在地面，顶部在大气层最上面，那么试管里的气体就会因为重力而压迫试管底。至于为什么两者数值刚好相等，那是因为如果分子的气动力如果小于气体重力的话那么气体会继续向下压缩，这时分子的气动力会继续增加，直到两者平衡，气体才会保持稳定，反之如果分子气动力大于气体重力产生的作用力，那么气体就会膨胀，分子气动力就会减小，直到两者相等。总之，重力是本质原因，气动力是表现形式。两者并不矛盾，你可以把它们看成作用力与反作用力。