问:
大气压把铁桶压扁后放进真空为什么又鼓起来
答:
当大气压力把铁桶压扁后,放入真空环境,铁桶之所以会再次鼓起来,是因为:
1. 在大气压力下,空气分子对铁桶表面产生很大的压强,将铁桶压扁。一旦进入真空环境,空气压强消失,铁桶表面不再受外界压力作用,内部的弹性恢复力就会把铁桶复原成鼓起的形状。
2. 铁桶在大气压力下被压扁时,其内部结构和形状虽然发生变形,但内部的弹性 potential energy 并未消失,它被压缩在铁桶的内部。一旦外部压力消失,这部分弹性势能就会被释放出来,推动铁桶恢复原形。
3. 空气压力对铁桶形成压力差(压强的不均衡),从而产生压扁的作用。真空环境下,周围的空气压强为零,不会对铁桶形成任何压力差,所以不会继续压扁铁桶,内部分子之间的作用力可以自由释放,使铁桶恢复原形。
4. 真空环境下,空气分子激烈的热运动被消除,不会对铁桶产生额外的碰撞作用,这也为铁桶的恢复提供了有利条件。
所以,总的来说,铁桶在真空中鼓起的原因是:1) 失去外界压力,内部弹性被释放;2)内部势能和弹性得到释放;3)消除压力差和空气碰撞作用。当这三项条件恢复平衡时,铁桶就会自动恢复原来的形状。这也是真空环境下物体可以保持自由膨胀的原因。