那些比你优秀的少年,每天比你多承受了多大压力?

作者: 张帅琰

来源: TED-ed

发布日期: 2018-04-26

文章通过解释空气的流动性和分子数量,探讨了我们为何感受不到空气压力,以及气压差如何影响天气和我们的生存。

你或许没有意识到,从今天起床的那一刻起,到观看这个视频,从本质上说,其实你是在游泳。为什么?因为空气是流动的,就像水一样。它也有波浪和漩涡,它会流动。当你在空气中破浪而行,它会在你的后面形成漩涡。那么,为什么大部分情况下,我们都意识不到它?

一立方厘米的空气中包含的分子数相当于地球所有昆虫的数量。我们通常会把空气当作空无一物的空间。

但是,一立方厘米的外太空空间(相当于你小拇指指尖大小的体积)内大约只会有一个原子,同样体积的空气有10×10的18次方个分子。如果你对这个数量级没有概念——这大约相当于地球上所有昆虫的数量,那么一大群爬来爬去、飞来飞去的虫子,紧密地堆积在一起。当这些分子相互撞击,它们向周围的边界施加压力,就像水对玻璃杯壁施加的压力。这就是所谓的大气压。

尽管空气比水要轻,这些分子还是具有相当(大)的重量。一个标准体育馆内所有的空气,重量相当于一头成年的大象。那么当你走进体育馆的时候,怎么没有被里面的空气大象压垮呢?首先,空气的压力大部分施加在地板和墙壁上,而落在你身上的压力被你体内的压力抵消了。你看,空气、水及其它我们体内的物质一样,都在施加一定的压力,与外部空气的压力相同。

当然,这并非凑巧。正是因为这个原因,我们才得以在大气中存活。但是在高海拔和深水中我们就能感受到变化的压力。而通常情况下,我们感受不到压力,因为它们基本上是相等的。所以,尽管在不同的时间有不同数量的空气分子撞击到你,但由于数量实在太大,这种小小的差异无法体现出来。

如果空气的压力不一致将会如何?这说明某个地区空气分子的压力强过另外一个地区,导致空气从高压区流向低压区。我们最直接的感受是刮风,气象学家经常谈到的气压体系,是天气变化的主要原因,包括各种日常天气和灾难性天气。

但是,气压差的作用不仅仅是让我们抱怨坏天气——它恰恰是我们得以生存的原因。我们降低肺里的气压,让空气进入,才可以呼吸。所以,下次你做深呼吸的时候,想想无数个空气分子在听你调遣。

我们仰望星空,思索宇宙的无限,但只要你不是在外太空看这个视频,就会有无数的空气分子围绕在你身边。它们的数量比地球上所有的沙滩、沙漠中的沙子和天上可见的星星数量加起来还要多。广阔的宇宙就在你眼前,也在你的身体里。

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