Hay un experimento que aprendimos en la escuela secundaria que demostró cómo funcionaba la presión atmosférica.
Llene una taza de agua y coloque un cartón encima, luego déle la vuelta, el agua no se caerá. La explicación decía que esto se debía a que la presión de la atmósfera era mayor que la presión del agua, lo que retiene el agua.
Una vez creí esta explicación, hasta que encontré algunos puntos que me confundieron:
1. ¿La presión del agua en el vaso es realmente menor que la presión atmosférica?
Esto es lo que nos han enseñado a lo largo de nuestra vida. Sin embargo, considere un objeto en el agua bajo el nivel del mar, experimenta la presión del agua más la presión atmosférica. Entonces, el agua bajo el nivel del mar debe ser mayor que la presión atmosférica. Incluso si está contenido en una taza, la presión no cambiaría. ¿Es esto cierto?
Leí la página web que daba la explicación excluyendo el motivo de la presión . Si el vaso está completamente lleno, la compresibilidad del agua es mucho mayor que la del aire, además la tensión superficial del agua mantiene el aire fuera del vaso. Entonces el agua se mantiene en la taza. Esto explica el problema. Pero todavía quiero preguntar si la presión del agua es menor o mayor que la presión atmosférica en esta situación.
2. Cuando el vaso está medio lleno de agua, ¿por qué todavía aguanta?
Vi la mayoría de artículos u opiniones en contra de esto. Todos están de acuerdo en que el agua no caería solo si la copa está completamente llena. Pero yo mismo hice el experimento, el agua se quedó quieta en la taza, incluso si no está completamente llena. En realidad, incluso con poca cantidad de agua, siempre que cubra la abertura del vaso y el cartón, el agua permanece en el vaso.
Incluso la compresibilidad del agua es mucho menor, el aire dentro de la taza proporciona suficiente compresibilidad, ¿cómo es que aún se mantiene?
Supongo que quisiste decir "cartón", no "armario".
Cuando la taza está llena de agua, está vacía de aire y el agua es relativamente incompresible.
Entonces, cuando le das la vuelta, para que el agua se filtre, el cartón tendría que alejarse un poco del borde del vaso, lo cual no puede hacer sin expandir el agua un poco, lo que hace la incompresibilidad del agua. no permitido. Entonces, si el sello alrededor del borde del vaso es bueno, no puede mover el cartón sin reducir la presión en el vaso, y la presión del aire exterior no se reduce, por lo que la presión del aire exterior lo mantiene en su lugar.
Si hiciera esto en el vacío (ignorando que el agua herviría) no funcionaría. El cartón simplemente se caería.
Esencialmente no es diferente a presionar el cartón contra una placa de vidrio húmeda. donde se pega a menos que de alguna manera pueda inyectar un poco de aire en el espacio, por ejemplo, insertando una aguja.
En realidad, la tensión superficial tiene que jugar un papel importante en esto. ¿Alguna vez ha visto cuando dos placas de vidrio se mantienen una encima de la otra con una capa de agua en el medio, es tan difícil separarlas? ¿Porque? Mira, cuando una capa de agua entra en medio de las dos placas, en realidad hay una pequeña interfaz aire-agua cerca de los bordes. Ahí es donde funciona la tensión superficial. Siendo agudo el ángulo de contacto del agua en la interfase agua-vidrio, la superficie del agua (en contacto con el aire) se abulta un poco hacia adentro. Como resultado, la película de la superficie es jalada hacia afuera debido a las fuerzas de reacción de las placas de vidrio debido a la tensión superficial del agua que tira hacia abajo sobre ellas (como en un capilar). Para mantener un equilibrio es necesario un exceso de presión en el exterior que equivale a dónde es la tensión superficial y es el radio de curvatura de la superficie. Y por lo tanto, la presión en el interior (la capa de agua) es menor que la presión atmosférica en una cantidad . Por lo tanto, un exceso de presión empuja hacia abajo la placa superior desde arriba, lo que dificulta la separación. Además, las fuerzas adhesivas entre el agua y las moléculas de vidrio hacen que se adhieran a la capa de agua, lo que aumenta aún más la dificultad. (Punto a tener en cuenta* Las cosas que he mencionado aquí solo surgen cuando tratamos de levantar la placa superior. En caso de que las placas no se alteren, la superficie del agua en la interfaz aire-agua en realidad sobresale hacia afuera por razones obvias, bueno , en realidad esta vez el exceso de presión del agua equilibra el peso de la placa superior... Ok, no se confundan)
Bien, ahora lo que sucede en la caja de agua y cartón es que el cartón se mueve ligeramente hacia abajo, lo que permite la misma pequeña interfaz aire-agua cerca de los bordes. Para mantener un equilibrio, la presión en el interior cae por debajo de la presión atmosférica, creando así una diferencia de presiones suficiente para soportar el peso del cartón. Además, las fuerzas adhesivas también se suman a la estabilidad.
Bien, ahora puede preguntar cómo, porque la presión en el interior debe ser mayor que la presión atmosférica debido al aire que ya está presente en el espacio vacío sobre el vaso medio lleno. Lo que sucede en este caso es que debido a que el cartón baja un poco el volumen del espacio vacío aumenta. Inicialmente, la presión del aire en el espacio vacío era igual a la presión atmosférica, pero ahora un aumento en el volumen la reduce. En algunos casos, también puede ver un poco de agua saliendo del sistema durante su giro invertido. Esto es para asegurar que el volumen del espacio vacío de arriba sea lo suficientemente alto y, por lo tanto, la presión sea lo suficientemente baja para que se pueda mantener el equilibrio.
Podría ser una respuesta un poco larga. Pero espero que ayude...
En pocas palabras, creo que todo ocupa espacio, así que si evitas que el agua se caiga, logras evitar que entre el aire. De esta forma, nada cambiará, todo seguirá igual.
La presión atmosférica es causada por la gravedad del aire y el movimiento de las moléculas de aire, la presión del aire en el vaso invertido medio lleno es más baja que la presión del aire exterior debido a la menor gravedad, por lo que la presión del aire aún puede contener el agua en el vaso medio lleno.
La respuesta es no.
La hidrostática simple dice:
La presión a lo largo de la profundidad de la copa de agua aumentará.
Entonces, la presión neta en el recipiente es mayor que la presión atmosférica. !!!
Entonces, ¿cómo se sujeta el cartón?
El lo sostiene
Aún, lo sostiene
La placa se sostendrá mientras estemos rompiendo la fuerza, que es proporcionada por la energía superficial del agua (con medio de contacto, aire en el caso actual).
Como dijo Mike, (en las respuestas) en el vacío (¡suponiendo que el agua no esté hirviendo!), No hay interfaz -> No hay energía superficial -> La placa no se sostendrá.
AMing
mike dunlavey