如何解釋壓鉛塊導致鉛塊吸在一起的實驗不是因為大氣壓而是因為分子間存在引力?

時間 2021-05-30 18:07:33

1樓:RaySir

①首先,說其乃「分子作用力」系基於我們對大氣壓的物理理解——統計。氣體、液體的壓強是由分子碰撞產生的——這樣這裡有個蘊含的必要條件:考察的接受力的面積不能太小。

太小?假想為乙個現在都測不大準確的電子的徑度那麼小的乙個圓擱置在氣體中……那氣體分子們撞都沒撞到其,所以在面積上根本就表現不出壓力來。②小面積之接受碰撞,系布朗運動了。

③另外還涉及到物理學研究手法的問題:比方說兩個鉛塊由於擠壓而粘合在了一起,思辨地,我們的確可以說可能是大氣壓力使得兩者壓在了一塊兒;在豎直提起時還可以說大氣壓力大於下塊之重力。那我們可以考慮撤去大氣壓即撤去空氣即將裝置全放置在乙個抽真空的容器中:

不同於地、這樣的粘粘鉛塊在抽成高真空仍然還是懸掛在一起。

——故而,可以說,分子間作用力係該現象(或裝置)之主要矛盾。大氣壓嘛,可能有,但不是主要矛盾。

◆編書的人曉得以上兩個曲折,故而其就直接告訴學生們:這是分子間作用力之表現。

2樓:趙圖南

其實不用那麼多理論,把鉛做成1立方厘公尺的正方體,看看鉛的密度是多少,大氣壓是多少,比較下就看到,大氣壓的力不足以支撐鉛塊。

3樓:

在真空中重複實驗,如果還是能吸在一起,那麼還有可能是因為卡西公尺爾效應(滑稽)

如何理解卡西公尺爾效應(Casimir effect)?

4樓:零度君

題主能想到這一層說明對科學研究中的控制變數法已經有了初步的認識。

題主說的實驗應該是這個:

如果從嚴格的控制變數法的角度來說,確實無法直接排除大氣壓的作用。因為大氣壓大到0.1MPa這個級別,學過中學物理的同學可以計算一下......

還是能提起相當重量的。不過只需要加乙個補充實驗就可以了:把上述裝置扔進真空管,抽一下真空......

還不掉就說明不是單純的靠大氣壓壓倒一起的。

當然,這個實驗在中學階段僅僅是用來理解分子間作用力的,如果你繼續學習的話可能以後還會碰到乙個類似的實驗。就是鉛金擴散

這個實驗是這樣的,將打磨後的金板和鉛板壓到一起,保持足夠的時間。二者會完全結合到一起,從截面上看會發現鉛和金相互擴散。這個實驗在課本上用來說明的擴散與熱運動。大致是這樣:

實際上這就是低溫焊接......

焊接或者說材料連線的本質就是將兩個材料之間的距離壓縮到分子間作用力(其實對金屬來說並不存在分子)的作用範圍內,則材料就會連線為乙個整體。只不過這個範圍在高溫下比較大罷了。

比如下面[1]就是用低溫焊接的方法連線的鈦合金和高溫合金。使用電子顯微鏡和能譜儀可以很容易看到元素的相互擴散。

所以,如果在沒有大氣的真空環境下......由於接觸面不存在空氣,反而會更容易結合到一起

實際上「伽利略」號木星探測器的主天線就發生過這個問題......幸好當時還有乙個備用天線。

我看了一下其他回答, @Patrick Zhang 提到了氧化的問題,其實就是氧化越嚴重則越難以實驗金屬之間的相互連線,這和大氣壓沒有關係,原因是氧化物的存在導致了金屬離子難以進入到足夠近的範圍(畢竟隔著一層氧化物)。並不能說明大氣壓是否影響了分子間作用力的問題。

至於為什麼氧化物和金屬結合就那麼困難......這又牽扯到從金屬鍵到離子鍵共價鍵等微觀作用力的問題還有介面量這個大坑了......

5樓:不會起名的傻瓜

我們老師上課時解釋過這一點,可以設計實驗。我們壓鉛塊的時候要把兩塊鉛打磨一下對吧。你把另外沒打磨過的粗糙表面壓在一起看看它掉不掉下來。

或者招另外金屬讓它與鉛塊的體積一樣。打磨後也壓在一起反正鐵塊肯定不會粘上的。

6樓:

你了解下冷焊原理就知道了。

想要證明也很簡單,太空中幾乎真空,但是依然會發生粘連,而且因為幾乎真空,反而更容易粘連。歷史上就出現過太空飛行器因為這個原因導致出現天線粘連無法開啟的情況。

7樓:八里土人

這個問題是各個物理論壇的經典問題了,一直沒有人去做簡單的真空實驗,所以也一直沒見定論。

我個人支援氣壓說的。

乙個更容易解釋的,拿另一種軟金屬和鉛鉛按壓,看看結果如何。

張工說加了潤滑油或爽身粉可以解釋。 @Patrick Zhang ,這是錯的。加爽身粉使得空氣不能擠出,加潤滑油則是油和空氣會因為「滑」而不能保證密封。

我承認原子和分子作用力可以使得鉛塊粘住,但那一定是經過漫長歲月的布朗運動以後,而不是5分鐘甚至更短時間的壓按。5分鐘如果能實現分子結合的話,那麼以後焊接專業直接失效了。

換個角度,為什麼這種結合只發生在軟金屬上而不能發生在硬金屬上?

8樓:貓王

可以通過力學測量,兩塊完全平整的粘合在一起,假設中間空氣完全排出,那麼其分離所需要的力等於大氣壓強作用在接觸面面積上的壓力。小於等於這個力都說明無法排除大氣壓力的作用,大於這個力則說明有原子間作用力存在。

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