为什么压力单位这么混乱? (opens in new tab)
宋宁世,同意,到奥运会去偷! 查看知乎原文 关键的原因是:“压强”这个物理量的内涵不只是“力 / 面积”。课本选取“力 / 面积”来定义“压强”,但这个定义在物理课本这套基本基于质点模型的体系中很少会真正派上用场,反而更像是为了引出热学部分的流体压强而定制的入门知识点。 而“压强”的真正本质是什么?我们做个这样的变形,也就一目了然了: 这个结果中的“J/m³”是什么——能量 / 体积,换句话说,表达的是“物质在单位空间中的做功潜能”,或者简单理解成“能量密度”。 如果物质处于固态,比如一个理想的刚性铁块放在桌面上,固体中的原子被晶格固定,能够以弹性势能的形式储存能量,当重力把铁块拉向桌面,铁块内部的弹性做功的潜能被均匀分布到接触面上,单位体积内的弹性势能的密度可以等效为“力 / 面积”(P=F/A)。 如果物质处于液态,液体分子在水平方向上没有晶格束缚,可以自由运动,抵消了做功的趋势,但液体分子之间依然有强大的电子云排斥力,抵抗重力在竖直方向上的压缩,结果就是液体释放重力势能的潜力只取决于自身密度和竖直方向距离液面的高度(P=ρgh)。 如果物质处于气态,气体分子完全挣脱了束缚,...
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