理化大氣壓力與水壓

如果材質堅硬不會變形的器材，我覺得什麼行況，只要別打開器材，器材裡的壓力就不會改變

我個人認為，大氣壓力把氣體"分子"壓的緊密，使內部氣體壓力(往外的力)與外在環境相同(往內的力達成靜力平衡，即不會膨脹或收縮)，當你在山下用容器把氣體裝起來時，氣體分子的間距不會改變(同一個大氣壓力下)，可是當你拿到山上時，山上大氣壓力較弱，故內部氣體往外的壓力>外在環境力，所以分子向外移動，例如洋芋片拿去山上包裝膨脹


水中也是道理

2015-06-04 22:03:32 補充：
水中也是此道理

可是固定形狀之容器去解釋水的問題呢

裡面的空氣壓力比環境大時
自然會使袋子膨脹
而在袋子膨脹的過程中
袋內的空氣當然減壓
直至與環境壓力相等
若改為固定形狀之容器
內部氣體壓力依然會變小
因為越高海拔的環境溫度越低~

僅為個人看法，不保證絕對正確
1.
不是，壓力會減低
因為袋子是軟的，體積可以改變
當外界氣壓隨著高度下降時
內部的壓力相對增大
往外推便造成體積膨脹，壓力略為減低。
2.
這個問題比較複雜
一般來說我們簡化成：水(凝態)不可壓縮(事實上不一定)
當水不可壓縮，內部分子約束形狀的力量
會隨著外部力量的改變而增減
所以在水很深的地方裝水再拿出，壓力就改變了
事實上，當我們把水用很硬的盒子密封起來時
壓力就變小了，因為盒子會「幫助」裡面的水承受外界的水壓

PS
大氣壓力不能完全視為空氣柱的重力
但是對於一個靜態穩定的大氣中
隨意選取的一個空氣團
可以討論它的運動、受力情形
發現大氣壓力確實可用氣體重力推算
事實上我認為流體的壓力
是來自於流體分子隨機、高頻率的碰撞
意思就是說，大氣壓力之所以存在
本質上是因為無數個氣體分子
正在對你進行碰撞，因為碰撞頻率太高，間隔時間太小
感覺上就是受到連續不斷的「大氣壓力」了
3.
如果您將空起體積固定
只要溫度、粒子數不變
不論拿到何處都不會有顯著的氣壓改變
原因就是大氣壓力來自氣體分子碰撞、而非重力

水的壓力會隨著外力而改變，
可這樣討論：
水的體積固定，若體積維持不變
內部的力量勢必隨著外力而相應改變
因為形變可能造成體積改變。

2015-06-05 23:05:48 補充：
更正錯字
3.第一列：
空起體積→空氣體積

2015-06-05 23:11:30 補充：
這裡要意識到
空氣體積固定，往往是：
把氣體裝在堅固且密閉的容器裡
這個時候它的情形就如同水一樣，
不論把這個容器丟到哪裡，裡面的氣體壓力都維持一樣

反之
當沒有外物將空氣體積約束住時
當這團空氣進入不同的環境，
它的體積就可能會因為外力而壓縮、漲大
漲縮的縮途中，空氣本身的壓力也就會隨之改變了

2015-06-08 23:47:32 補充：
僅針對NVX知識友的回答
提出一點拙見(當然稱不上是糾正)

對於水受壓力影響，我認為：
水的壓力會隨著周遭環境所改變
理由如下：
水不具有可壓縮性
受到環境中不同的外力時
為了維持原有體積，
自身內部產生內力約束自己體積
但是這當然是就宏觀角度而言

微觀角度，如果容器體積真的毫不改變
那麼理論上
壓力應就如同NVX知識友所言：
因為分子平均間距仍然不變，所以壓力應該不變
那麼宏觀狀態如何解釋呢？
那就是我們的容器為了維持恆定的形狀
也產生了自身的約束力，同時對液體施予另一壓力了

沒自數了

2015-06-09 00:01:20 補充：
兩者相互比較下，我仍比較認同前者
因為：
水、容器體積的變動範圍
可被忽略，理由是
討論宏觀狀況時，分子層級的漲縮實在太過微小了

再者，即便我們真的將水的可壓縮性納入討論：
再堅硬的容器也是一種物質
受力改變時體積也會改變
那麼如此一來，將水裝入容器再拿出深海時
由於堅硬容器也具有可壓縮姓
(縱然非常微小，但是可別忽略了：水的體積變動幅度也相當微小)
所以分子間距改變，也使得水的壓力改變了。

請多指教

2015-06-09 23:57:15 補充：
以上乃是針對：
「從深海中裝水密封，再將之拿出」的情況討論

1. pv=nRT

這邊的話你的容器體積不變..壓力不變
你在高地的話氣壓不到1atm，如果你的容器體積會改變(如袋子膨脹)那
容器內的壓力就不到1atm


2.水的話其實應該也是類似概念，容量不變壓力應該不會改變

壓力的概念應該說是一面積內有多少分子會有多少壓力，這壓力也會隨溫度改變

在這邊你的假設應該是溫度和分子量固定，所以影響變動的只有容積和壓力，也就是nRT這邊為定值，PV成反比。

所以假設你已不會改變容器形狀的容器裝液體或氣體，例如密閉鋼鍋好了

那氣壓和水壓應該是不會隨著你高度變化而改變

因為你分子間的距離是固定的 所以壓力也就同樣

2015-06-05 17:01:57 補充：
壓力的概念應該說是一面積內有多少分子會有多少壓力 更正 是體積

Diving and Environment 這一本是我的潛水雜記，主要記載海洋環境生態有關的資料。當作個人的資料庫。我還有其他筆記，【潛水+運動筆記】主要是記載跟潛水活動、潛水員、潛水技巧…等環境與潛水員互動有關的心得。 5/26/2004 壓力（大氣壓力與深海壓力之間的類比） 壓力（大氣與深海）


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我們平常就住在『深海』的底部，也就是大氣層所形成的『空氣』海。

就好像水底受到上層的水所受重力的影響，在水底越深則 水壓越大。
在『空氣海』的底層，所有大氣層中空氣所受重力也壓迫著我們，
也就是『大氣壓力』的來源。
較大的不同是『水』較不易受壓縮，深海中水的密度增加不多。
但是空氣密度隨著高度的增加而逐漸減少。
在地表附近 一立方公尺的空氣重量約為 1.29公斤重。沒錯！就是有那麼重！
不妨估計一下教室裡的空氣約有多重，保證讓你嚇一跳！
由於大氣層的重量造成地面的大氣壓，其大小約 每平方公分 1.1 公斤重。

若 估算一下地球的表面積，則可以估算 整個大氣層所受的『重量—地心引力』。


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當你打開汽水時，會發生有很多氣泡產生。

這是因為糖水在高壓的環境下，被灌入大量的氣體（二氧化碳），而形成汽水。
還是該說 『氣水』更貼切呢！（高壓下二氧化碳會溶於水中）

當你打開瓶蓋，高壓的氣體膨脹後與大氣壓力達成平衡。
當初那些在高壓力下，硬被擠入水中的二氧化碳於是開始跑出來，

而形成上升的氣泡。
當潛水夫 開始潛水時，每潛下約 10 公尺 便增加相當於一大氣壓力的水壓。
於是我們吸入體內的空氣也有少部份逐漸溶於 身體內的水中。
潛水越深，溶入的水中的空氣密度越大。

在20公尺深的水底時，氮氣會像二氧化碳溶於汽水中一樣的溶於身體內的溶液中。

當潛水夫 逐漸浮上水面時，溶入身體內溶液中的空氣就好像 可樂或汽水裡的空氣
也會逐漸 轉回氣態 ，也就會在體內（血液或皮膚內） 形成氣泡。
若是 上浮的速度太快，肺部無法將 形成的空氣泡 排出體外，
而被困在 肌肉、骨骼或關節中，將造成極大的疼痛。
若是在腦部內形成氣泡無法排出，則溶液使人癱瘓甚至死亡。

潛水夫症 便是這樣形成的。

所以 上浮時必須緩慢的改變深度，使得釋出的氣泡 小且緩慢形成而得以排出體內。
當潛水深度越深時，上升所需時間也越長。
由深海上浮時，通常是分段進行的。
約每上升10公尺 休息 10分鐘，等體內適應後再上升另一段。
若在 70公尺深的海底工作一小時至一小時半，上浮的過程需耗費另一個小時。

所以 需要準備足夠的 氧氣。而且在越深的海底工作時，所消耗的 氧氣量越多。

（因為越深的海底壓力越大，氧氣出口的壓力（密度）需越大才能被擠入肺中，

也就是氧氣的消耗量越大！）。

你是否想過 喝汽水 竟然和 潛水 扯上如此的關連性！


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1956年時 英國海軍 george wookey 潛入約182公尺海底，花了約 12小時 回到海面。

1960年時 hannes keller 發現將 氧氣、氮氣與氦氣以某特定比例混合

可以減輕潛水夫症的發生。1961年他潛入230公尺海底只花了 1小時便浮出水面。
但是在另一次和朋友 Peter Small潛入 310公尺的深海後發生意外，

他雖然倖免但是 Small卻罹難了。


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長頸鹿有著長長的頸子，頭部離開心臟約 4公尺。

因此需要有很強的心臟才能將血液輸送到腦部。
其實它的腦部也需要能夠承受 低頭喝水時，5-6公尺高度變化所需要的壓力調節。


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你必須先了解"壓力"是一種當時環境所處的狀態
舉例來說，山腳下和山頂的環境不一樣
所以當時環境的壓力會不同

問題1:

如果你先在地表上裝了一包空氣
此時袋子內的空氣可以用 PV=nRT
理想氣體方程式來作思考
也就是說，就算你現在不跑到山上
袋中的氣體也會因環境溫度影響，或著你強行增容(V)
而帶中壓力P也會不同
這時候你帶到山上去，山上的環境又不同了
比如溫度變低了
所以答案是『不一定』 你要看當時你帶空氣上去時的情形
當然以你的例子來說，我們理想化，袋中氣體壓力會變得和環境相同
也就是和高山上低於1atm的氣壓相同
假設高山上當時氣壓是 0.8atm 那麼袋子就會變成 0.8atm

問題2:

也可以用問題一來作思考
不過如果直接用想的也可以知道
"水壓"也是因為當時所處的環境
深海的水壓很大
但是你把深海裡的h2O裝袋外帶到陸地上
所處的環境不同了，那麼水壓自然也會不同