Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
Mikroskopisk förklaring av tryck
Gymnasium: Kraft-Rörelse - [18775]
Fråga:
Som jag förstått det så uppstår tryck mot en yta av partiklar som "slumpartat" kolliderar mot en yta. Nu undrar jag vad den ungefärliga sannolikheten är att dessa kollisioner upphör under en kort tid mot en människa i det vardagliga livet. Jag tänker mig då att människan formligen exploderar pga. att trycket blir noll på ytan av personen, medan trycket inne i människa förblir konstant. Ett sådant här senario måste ju vara möjligt enligt vad jag lärt mig.
Tacksam för svar.
/Mathias B, Sundsvall, Sundsvall 2012-09-24
Som jag förstått det så uppstår tryck mot en yta av partiklar som "slumpartat" kolliderar mot en yta. Nu undrar jag vad den ungefärliga sannolikheten är att dessa kollisioner upphör under en kort tid mot en människa i det vardagliga livet. Jag tänker mig då att människan formligen exploderar pga. att trycket blir noll på ytan av personen, medan trycket inne i människa förblir konstant. Ett sådant här senario måste ju vara möjligt enligt vad jag lärt mig.
Tacksam för svar.
/Mathias B, Sundsvall, Sundsvall 2012-09-24
Svar:
Det är korrekt att trycket uppstår vid molekylernas kollisioner mot en yta. Anledningen till att trycket är konstant (inom mätbara gränser) är helt enkelt att molekyler är väldigt små så det är fråga om väldigt många molekyler som kolliderar med väggarna varje sekund.
Om medelvärdet av antalet kollisioner per tidsenhet är Nm så ges den relativa spridningen i antalet kollisioner av poissonfördelningen (Poisson_distributionOther_applications_in_science ) och blir
1/sqrt(Nm)
Eftersom Nm är mycket stort blir spridningen mycket liten och sannolikheten att få ett avvikande värde på trycket blir försvinnande liten. Se ävenKinetic_theoryPressure_and_kinetic_energy .
Om ytan är tillräckligt liten kan man emellertid observera slumpmässigheten. Nedanstående bild frånBrownian_motion är en simulering av brownsk rörelse hos en dammpartikel i en gas. I detta fallet ger den slumpmässiga variationen av molekylernas kollisioner med dammpartikeln en slumpmässig förflyttning.
Brownsk rörelse , slumpvandring eller random walk är den slumpmässiga rörelse som främst kan iakttas hos mycket små partiklar som svävar i en fluid (fysikaliskt begrepp som motsvarar vätska eller gas). De första studierna av det som idag kallas Brownsk rörelse företogs av biologen och botanikern Robert Brown 1827; den förste som lyckades förklara fenomenet var Albert Einstein 1905. (Brownsk_rörelse
)
Einsteins förklaring av Brownsk rörelse var det första direkta beviset att materia består av atomer.
Det är korrekt att trycket uppstår vid molekylernas kollisioner mot en yta. Anledningen till att trycket är konstant (inom mätbara gränser) är helt enkelt att molekyler är väldigt små så det är fråga om väldigt många molekyler som kolliderar med väggarna varje sekund.
Om medelvärdet av antalet kollisioner per tidsenhet är Nm så ges den relativa spridningen i antalet kollisioner av poissonfördelningen (
1/sqrt(Nm)
Eftersom Nm är mycket stort blir spridningen mycket liten och sannolikheten att få ett avvikande värde på trycket blir försvinnande liten. Se även
Om ytan är tillräckligt liten kan man emellertid observera slumpmässigheten. Nedanstående bild från
)Einsteins förklaring av Brownsk rörelse var det första direkta beviset att materia består av atomer.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar