Woher kommt der Luftdruck?
Ich dachte, es käme von der Schwerkraft oder der Geschwindigkeit des Gases, die sich aus seiner Hitze ergibt. Wenn ich jedoch meine eigenen Hypothesen analysiere, denke ich, dass meine „Wärmevermutung“ wahrscheinlich falsch ist. Die Schwerkraft scheint wahrscheinlicher, da der Luftdruck abnimmt, sobald Sie sich weiter von der Erde entfernen, ebenso wie die Schwerkraft. Es scheint also, dass Luftdruck entsteht, wenn die Luft durch die Schwerkraft nach unten gesaugt wird, was sogar zu Toxizität am Ende eines Minenschachts führt.
Dank der schlauen Jungs von hier habe ich herausgefunden, warum uns Gaspartikel aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit nicht zu Tode zerfleischen. - sie haben nicht genügend konzentrierte Energie; Stattdessen üben sie Druck aus. Die Frage ist also, woher kommt dieser Druck?
In gewissem Sinne ja. Lassen Sie mich ein wenig erklären. Wenn wir einen versiegelten Gasbehälter nehmen und ihn weit entfernt von anderen Körpern in den freien Raum stellen würden, so dass die Gravitationskraft auf den Behälter vernachlässigbar ist, würden Sie zustimmen, dass immer noch ein gewisser Druck im Behälter vorhanden wäre? Wenn wir davon ausgehen, dass wir ein ideales Gas haben, dann ist der Druck einfach gegeben durch
Wenn sich also die Temperatur unserer Box nicht ändert, haben wir keine Druckänderung, sie wird durch die Anzahl der Partikel bestimmt, die wir in unserer Box haben.
Betrachten wir also die Erde, so nimmt im Allgemeinen die Dichte der Partikel in der Luft mit zunehmender Höhe ab. Das liegt an der Gravitationskraft der Erde. Die Anzahldichte ist also in der Nähe der Erdoberfläche am größten und kleiner, wenn die Luft in der Höhe dünner wird. Dabei wird die Tatsache außer Acht gelassen, dass die Temperatur in verschiedenen Höhen in der Atmosphäre nicht konstant ist.
In gewisser Weise ist der Luftdruck, den wir am Boden erfahren, auf die Schwerkraft zurückzuführen, aber der Druck ist im Allgemeinen keine Funktion des Gravitationspotentials. Der Druck ist nur ein Maß für die Kraft, die die Gasteilchen auf den Behälter ausüben, wenn sie mit den Wänden kollidieren. Wie Sie erwarten würden, hängt es also von der Geschwindigkeit der Partikel (ihrer Temperatur) und der Anzahl der Partikel ab, die gleichzeitig von der Wand abprallen.
Im Allgemeinen ist der Luftdruck in der Erdatmosphäre ein hydrostatischer Druck, der durch das Gravitationsfeld der Erde verursacht wird. Wenn es keine Schwerkraft gäbe, gäbe es keine Zentripetalkraft und alle Luftmoleküle würden einfach in den Weltraum davonschweben. Aus diesem Grund gibt es auf dem Mond keine Atmosphäre - weil er nicht genug Schwerkraft hat, um eine zu erhalten.
Luftdruck existiert, weil wenn wir etwas in ein Gas legen, die herumfliegenden Moleküle/Atome weiter darauf schlagen und auf diese Weise eine konstante Nettokraft pro Flächeneinheit erzeugen.
Wie von @ Chris2807 in der ordentlichen Formel erklärt , dies ist proportional zur Anzahl der vorhandenen Partikel (da dies proportional zur Menge des "Knallens" in einer bestimmten Zeit ist) und auch zur Temperatur (da die Temperatur die durchschnittliche Energie dieser sich zufällig bewegenden Gaspartikel darstellt).
Die Schwerkraft wirkt sich stark auf das Gleichgewicht aus Und als Funktion der Höhe. Da es nach unten zieht, bringen wir eine Konzentration von Partikeln näher an die Erde. Dann wird dies natürlich durch die Schwächung der Schwerkraft in größerer Höhe etwas kompliziert, aber das ist eher ein Detail. Was die Temperatur betrifft, sagen wir einfach, das ist sehr kompliziert. Denken Sie nur daran, wie schwierig es ist, das Wetter vorherzusagen.
Der Druck eines Gases ergibt sich aus der durchschnittlichen, kollektiven Änderung des Impulses, wenn seine Partikel gegeneinander und die Wände von allem, was ihm begegnet, abprallen. Was die Schwerkraft tut, ist ein Gegendruck – das Gewicht des Gases selbst – der es daran hindert, sich frei in den Weltraum auszudehnen. Das Gewicht der Luft über der Erdoberfläche beträgt durchschnittlich etwa 101.325 Newton pro Quadratmeter – aber da wir nicht an Newton als Einheit des „Gewichts“ gewöhnt sind, sind das 10,33 Tonnen. Entspricht etwa 10 Meter tiefem Meerwasser. Auf dem Mond beträgt die Schwerkraft 16,56 % der Erdanziehungskraft, so dass die gleiche Tiefe des Meerwassers nur 1,711 Tonnen Abwärtskraft pro Quadratmeter erzeugt. Um dasselbe zu wiegen, muss es etwa 60 Meter tief sein.
Übrigens hat der Mond genug "Schwerkraft", um eine Atmosphäre für Milliarden von Jahren aufrechtzuerhalten, wenn das einzige, was versucht, sie abzustreifen, der Luftdruck wäre. Der Sonnenwind und die weichen Röntgenstrahlen der Sonne verschwören sich jedoch, um Gas schneller zu entfernen. Natürlich würde auch dann der Druck über Jahrmillionen nur merklich nachlassen.
frei
Hyperluminal