宜蘭太平山原始森林公園,海拔 2000公尺帶點寒意的 16度 C,從背包拿出台北買的洋芋片,包裝袋鼓鼓的,發生什麼事?為什麼?(波以耳定律與查理定律)

大家七嘴八舌的討論著,猜著說高山大氣壓力變小,密封包裝裡的壓力還是保有工廠 (平地) 充填時的壓力,這充填時的壓力大於高山大氣壓力,所以包裝袋膨脹起來。 疑!?好像有道理。

回到家中整理背包,發現我沒喝完的寶特瓶水縮收了,好像被擠壓過。莫非是平地大氣壓力大於瓶子裡的高山大氣壓力,將寶特瓶壓扁了?打開寶特瓶瓶蓋,空氣瞬間被吸入寶特瓶寶特瓶回復原狀。

                                  

心裡愈想愈奇怪,以前物理課好像不是這樣說,大氣壓力好像關不住,不會因為密閉空間而保持,否則飛機高空飛行就不需要這麼辛苦進行加壓。決定上網 Google 一下,複習一下物理課的大氣壓力單元。

果然;大氣壓力是關不住,不會因為密閉空間而保持。包裝袋會膨脹起來,是氣體分子因壓力變小膨脹了 (分子間的原子距離變大),是以前物理課學的波以耳定律:定溫下;密閉空間裡的空氣,體積壓力成反比。

洋芋片密封包裝裡的空氣,因為太平山海拔2000公尺大氣壓力變小,膨脹 (體積變大) 了

反之,我的寶特瓶水,在太平山打開喝,當時大氣壓力小,進入的空氣是體積較大的空氣,回到平地後,大氣壓力變大,密閉空間的寶特瓶空氣體積變小,連帶的縮收了寶特瓶身。

波以耳定律還有一個固定條件 [定溫下], 那太平山的 16度 C與平地的 26度 C,跟空氣體積沒關係嗎?

有!有關係!查理定律:定量氣體,在定壓下,氣體體積與絕對溫度成正比。溫度每升/降 1C,氣體體積增/減 0度 C 時體積的 1/273 (0.3663%)。太平山與平地的溫差大約為10度 C,所以氣體體積差 3.663% (0.3663% x 10)。

平地大氣壓力為 1000hPa 多一點,太平山海拔 2000公尺,大氣壓力每上升 10公尺下降 1hPa,太平山氣壓比平地低 200hPa,為 800hPa,有 20%的變化,溫度與大氣壓力兩相比較;大氣壓力對空氣的體積影響比溫度對空氣的影響較大。

[波以耳定律,定溫下] 與 [查理定律,定壓下] 混在一起,這麼複雜的事就留給物理學家去解釋好了!

當高空飛行的飛機,飛行高度大約海拔1800 ~ 2400公尺高度,這時候大氣壓力低,機艙內的低氣壓會使腸道內 (密閉) 的空氣膨脹,會放屁或肚子痛,中耳內 (密閉) 的空氣會膨脹,會出現耳咽管阻塞、耳痛的情形,也是這 [波以耳定律] 的關係。

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