大氣層重量 為什麼沒壓垮人類?
人們時時刻刻都需要呼吸,但似乎感覺不到空氣的存在與重量。事實上,空氣是有重量的,而龐大的大氣層是所有空氣的加總,重量更重,但為什麼人們不會被壓扁?
生活科學(LiveScience)網站報導,美國羅格斯大學大氣科學教授布羅科利(Anthony Broccoli)表示,地球大氣層與外太空的邊界,位於地球表面上方約100公里處,但大氣層質量的99.9%位於48公里以下。
布羅科利說,地球大氣層總質量為5.1乘以10的18次方公斤。為什麼人們沒有被大氣層壓垮呢?在某種程度上,這是因為空氣壓力平均分布。空氣會在人體周圍流動。最終,空氣壓力「均勻的施加在人體各部位──這不僅是向下的力量。」
然而,大氣均勻施加在人體的壓力,並非微不足道。布羅科利指出,這個壓力約為每平方英寸14.7磅(相當於一個大保齡球的重量),也就是每平方公分1公斤。
凱尼休斯大學(Canisius University)定量科學系主任兼教授伍德(Michael Wood)說,人們不會被大氣壓力壓垮,是因為人體已隨時間演化能夠承受壓力。
布羅科利補充說,「我們體內的空氣基本上以相同的壓力向外推,使壓力達到平衡。」
西德州農工大學物理學副教授貝爾德(Christopher Baird)提到,只有當空氣能到達身體的各部位時,這種力量的平衡才會發生。
他舉例說,如果把真空吸塵器的吸嘴推到手上,讓它吸走壓在皮膚上的所有空氣,手感受到的力量就是空氣的重量。
伍德指出,隨著海拔升高,空氣會變得越來越稀薄,大氣壓力也會隨著海拔升高而降低。
這就是為什麼,人們在飛機爬升和下降時,耳朵會感覺「啪」一聲,耳朵內部的氣壓需要一段時間,才能與外部氣壓達成平衡,當耳膜兩側的氣壓下降時,就會產生爆裂的感覺。
伍德還說,來自體內的壓力,是人們在沒有太空衣的情況下,無法在外太空旅行的原因之一。
「太空中的壓力基本上為零。如果沒有壓向人體的氣壓,體內的壓力就會使人體像氣球一樣膨脹,直至壓力釋放。」伍德表示。◇