歡迎來到氣壓嘅奇妙世界!
各位同學,你哋有冇諗過點解氣球可以脹卜卜咁圓?又或者點解你哋可以用飲管飲嘢?呢啲日常奧秘嘅答案,就係一個睇唔到但係超強勁嘅嘢:氣壓。
喺呢份筆記入面,我哋會一齊探索吓咩係氣壓、佢點樣產生,同埋佢點樣影響我哋嘅世界。聽落好似好複雜?唔使擔心!我哋會用簡單嘅解釋同埋有趣嘅例子嚟拆解佢。準備好未?一齊開始啦!
第一部分:咩係氣壓?粒子嘅秘密生活!
要明白氣壓,我哋首先要記住一啲關於氣體嘅重要嘢。
📍 極速重溫:氣體嘅粒子理論
記住,所有嘢,包括我哋身邊嘅空氣,都係由好細好細嘅粒子組成㗎。喺氣體入面:
- 粒子之間嘅距離好遠。
- 佢哋成日都係不規則咁移動,而且速度好快好快。
- 想像吓佢哋就好似一大班過度活躍嘅蜜蜂,喺個盒入面嗡嗡聲咁飛嚟飛去!
個「推力」係點嚟㗎?
咁,當呢啲超高速嘅氣體粒子喺一個容器入面,例如氣球或者車胎入面,會發生咩事呢?
佢哋會撞到個壁!
每當一粒粒子撞到容器嘅壁,就會施加一個好細好細嘅推力。呢個就叫做碰撞。單獨一個推力係太細微,我哋根本感受唔到。但係,即使係好少量嘅氣體,都包含數以億計嘅粒子,佢哋每秒鐘都會撞擊容器壁數百萬次。
氣壓就係所有呢啲微小推力加埋一齊嘅總效果。佢係氣體粒子對容器壁施加嘅總力。
比喻時間到!想像吓你喺一個有百幾個波波嘅充氣城堡入面。如果啲波波都係癲咗咁周圍彈嚟彈去,佢哋就會不斷咁撞擊城堡嘅壁。所有呢啲彈彈波撞擊城堡壁嘅合力,就就好似氣壓咁。
⭐ 重點提要
氣壓係由氣體粒子不斷移動並撞擊容器壁而產生嘅。更多嘅碰撞 = 更大嘅壓力!
第二部分:點樣改變氣壓
咁,如果壓力都係關於碰撞,我哋點樣可以令壓力變高或者變低呢?我哋需要改變粒子撞擊器壁嘅頻率同埋力度。主要有兩種方法:改變溫度同埋體積。
1. 溫度對氣壓嘅影響
當你加熱氣體會發生咩事?如果一開始覺得好難明都唔使擔心,我哋會一步步解釋㗎。
第一步:畀熱力氣體,就好似畀粒子注入能量咁。
第二步:有咗更多能量,粒子會郁得快好多。
第三步:因為佢哋郁得更快,所以會發生兩件事:
- 佢哋會更頻密地撞擊容器壁。(次數更多)
- 佢哋會用更大嘅力撞擊容器壁。(撞得更用力)
更多頻密嘅碰撞,而且撞擊力更大,就代表總壓力增加!
現實生活例子:呢個就係點解你哋千祈唔好將噴霧罐(例如止汗劑或者空氣清新劑)留喺熱辣辣嘅車入面。當個罐變熱,裡面嘅氣壓就會不斷升高,直到……嘭!個罐可能會爆炸!
簡單易記嘅規則:
溫度越高 → 粒子郁得越快 → 更多/更強烈嘅碰撞 → 氣壓越高
溫度越低 → 粒子郁得越慢 → 更少/更微弱嘅碰撞 → 氣壓越低
2. 體積對氣壓嘅影響
體積就係氣體所佔嘅空間大小。如果我哋將同一份量嘅氣體擠入一個更細嘅空間,會發生咩事呢?
第一步:想像氣體粒子喺一個大箱入面彈嚟彈去。
第二步:而家,想像我哋將個箱縮細一半,但係入面嘅所有粒子都仲喺度。
第三步:而家粒子之間更加擠擁。佢哋唔使行咁遠就撞到壁。
第四步:咁就代表佢哋會更頻密地撞擊容器壁。(次數更多)
更頻密嘅碰撞就代表總壓力增加!
比喻時間到!再諗吓我哋嘅充氣城堡。如果你將同樣數量嘅人從一個巨型充氣城堡搬到一個細細粒嘅城堡,佢哋撞到壁嘅次數會多好多。「牆壁壓力」就會大大增加!
現實生活例子:當你用手指撳住單車泵嘅出口,然後向下推嗰陣,你就係減少緊裡面空氣嘅體積。你會覺得好難推,因為入面嘅氣壓不斷升高。
簡單易記嘅規則:
體積越細 → 空間越少 → 更頻密嘅碰撞 → 氣壓越高
體積越大 → 空間越多 → 更少頻密嘅碰撞 → 氣壓越低
⭐ 重點提要
要增加氣壓,你可以加熱氣體或者將佢擠壓到更細嘅體積。
第三部分:大氣壓力——看不見嘅空氣海洋
你知唔知,你其實住喺一個巨大、睇唔到嘅海洋底部?佢唔係水嘅海洋,而係一個由空氣組成嘅「海洋」,我哋叫佢做大氣層。
你頭頂上面(伸延到幾公里高!)所有嘅空氣都有質量,並被地心吸力向下扯。咁就產生咗一股壓力,無時無刻都推住你同埋你身邊所有嘢。呢個就叫做大氣壓力。
但係如果佢咁強勁,點解我哋唔會被壓扁呢?
呢個係一個好問題!原因就係大氣壓力同時從四面八方推住我哋——從上面、下面同埋側面。而且,我哋身體內部嘅空氣同埋液體都用相同嘅壓力向外推。呢啲力係完全平衡嘅,所以我哋根本感受唔到佢嘅存在!
比喻時間到!想像吓一塊海綿喺泳池中間。水壓從四面八方將海綿推入,但係海綿孔入面嘅水又向外推。呢啲力就平衡咗!
睇吓大氣壓力點樣發揮作用
我哋感受唔到佢,但係佢嘅影響周圍都見到!
- 用飲管飲嘢:當你啜飲管嗰陣,你將裡面嘅空氣抽走。咁就喺飲管入面產生咗低壓。出面較高嘅大氣壓力就會向下壓你飲品嘅表面,逼啲嘢飲沿住飲管向上,然後入你個口度!
- 吸盤:當你將吸盤壓向牆壁嗰陣,你將吸盤下面嘅空氣推咗出嚟。出面較高嘅大氣壓力就會將吸盤牢牢咁吸實喺牆上面。
你又知唔知?
大氣壓力唔係處處都一樣㗎。你爬得越高(例如上山或者搭飛機),你頭頂上面嘅空氣就越少。咁就代表大氣壓力越低。呢種壓力嘅變化就係令你哋隻耳仔「卜」一聲嘅原因!
著名嘅馬德堡半球實驗
好耐之前,一位叫做奧托·馮·格里克(Otto von Guericke)嘅科學家做咗一個好出名嘅實驗。佢拎咗兩個中空嘅金屬半球,將佢哋合埋一齊,變成一個完整嘅球體。然後,佢用一個泵將裡面大部分嘅空氣抽走。
結果點呢?出面嘅大氣壓力將兩個半球壓得好實,連兩隊馬都拉唔開佢哋!呢個實驗就展示咗大氣壓力呢個睇唔到嘅力量,到底有幾強勁。
⭐ 重點提要
大氣壓力係由我哋頭頂上面空氣嘅重量所產生嘅壓力。佢從四面八方推嚟,而且力量非常強大,雖然我哋平時感覺唔到佢。