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完美的气球被无限加压,最终会怎么样

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如题,考虑一个理想的气球,从外部不断给他施加均匀的压力,到最终气球会是什么状态?会爆炸么,还是最终把气球内的气体完全压缩成固体,最终变成一个实心球?


IP属地:上海来自iPhone客户端1楼2023-09-15 20:19回复
    在理想情况下,一个气球被无限加压,它最终会破裂并爆炸。当压力增加到气球的弹性限度之外时,气球将会发生塑性变形,导致其内部的气体分子无法再保持在原来的位置上,而是会被挤在一起。这个过程称为压缩。随着压力的继续增加,气体分子的动能也会逐渐增大,温度升高。但是,由于气球的材料具有一定的强度和韧性,因此不会立即破裂。一旦压力超过材料的极限强度,气球将迅速破裂并向内塌缩。此时,如果压力足够大且持续时间足够长,内部的空气可能会被压缩成液体状态甚至更致密的物质状态(如固体)。但这种情况在实际中是不太可能发生的,因为达到这种程度所需的压力远远超出了常规条件下的可能性范围之内。总之,对于这个问题来说答案是不会变成实心球而是一下子爆裂开来. 在施加外力压缩的过程中, 里面的气体分子数密度会增加(这好比把一堆沙子放在一个小瓶子里面), 但是气球壁也同时对内部气体有增压作用(类比于你用手捏塑料瓶的时候感觉到里面有东西也在抵抗你的手) 当气球内外气压差刚好等于气球材料所能够承受的压力上限时(韧性应力上限), 再多的挤压只能造成气球更快的崩溃 所以一般就是先发生了破裂然后碎成一些小的碎片 。不过在一些非常理想的设定里面倒是可以做到外壳不动只有内容物体积变小对外表现为一个不可逆压缩过程的(等熵压缩),然而这就已经不是物理学领域的问题了至少得借助化学热力学知识才能解释清楚 .


    2楼2023-09-15 20:30
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      均匀压力不会爆炸,气球看成一张弹性膜,膜内部张力平衡内外压强差,压强差越大膜内部张力越大,张力越大膜延展的面积越大,延展超过上限就会爆炸;挤压、刺等操作其实就是局部打破延展上限,比如挤压就是把气体压到一部分,气球表面一部分需要扛更大的气压,所以爆了原则上你均匀增加外压,气球就会均匀缩小,气球本身够理想确实可以压成固体,不过对于这么大的气压,气球本身还要保持“理想”就不太现实了


      IP属地:浙江来自Android客户端3楼2023-09-16 00:46
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