Questão:
Por que o ar não é sugado da Terra?
Weidong Tong
2017-01-26 10:01:49 UTC
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As pessoas disseram que fora da Terra é um vácuo.Mas o ar não é sugado da superfície da Terra.Alguns disseram que é devido à gravidade e alguns disseram que a velocidade das moléculas de ar não é alta o suficiente para escapar.Sabemos que o vácuo suga o ar como o seu aspirador de pó e não tem nada a ver com a gravidade.Se o espaço sideral é realmente um vácuo, o que impede o ar de escapar da Terra?

A terra suga com mais força.
"* Sabemos que o vácuo suga o ar como o seu aspirador de pó e não tem nada a ver com a gravidade. *" Tem tudo a ver com a gravidade.O aspirador de pó funciona devido à pressão, e nós temos pressão na Terra porque as moléculas atmosféricas são atraídas gravitacionalmente para a Terra.
O vácuo não é uma droga.Não faz nada.
Relacionado: [Por que o gás hidrogênio não existe na atmosfera da Terra?] (Http://physics.stackexchange.com/q/302555/44080)
Consulte também: [Escape atmosférico] (https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape)
Por que o mar não é sugado pelo ar?Densidade e gravidade.
O vácuo não suga, o ar empurra.Ele empurra porque está em uma pressão mais alta, e o ar da Terra está em uma pressão relativamente alta porque a gravidade é uma droga.
Por que o espaço interestelar não suga todas as estrelas da galáxia?
É como dizer por que não somos sugados para o espaço?É porque a gravidade da Terra exerce uma pressão maior sobre nós do que o vácuo externo.
@masterwarrior123 * força *, não * pressão *.
Porque a megera empregada ainda não chegou?
Nove respostas:
Martin Beckett
2017-01-26 10:12:38 UTC
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O vácuo não suga o ar.No vácuo, é o outro ar que o empurra para o espaço vazio.O ar, como qualquer outro gás, se expandirá para preencher o volume.

Então, você esperaria que a atmosfera se espalhasse para preencher o resto do universo - e sem a gravidade segurando-a na Terra, seria o suficiente.

Editar: Sim, algum ar é continuamente perdido.As moléculas na atmosfera estão se movendo em uma gama de velocidades, algumas das mais rápidas estarão se movendo rápido o suficiente para ter energia suficiente para superar a gravidade e escapar.Isso é especialmente verdadeiro para os elementos mais leves, por exemplo.Hélio, que se move rápido e é menos sensível ao efeito da gravidade.

* "você esperaria que a atmosfera se espalhasse para preencher o resto do universo" * Eu me pergunto sobre isso.Dependendo da quantidade de gás, eles poderiam superar as forças termodinâmicas / cinéticas e formar um planeta gasoso ou uma estrela.Acho que o que quero dizer é que nem todos os gases se expandem até o infinito.
O hélio realmente sente menos o efeito da gravidade?Todos os objetos não experimentam uma força proporcional à sua massa?
Houve uma pergunta recente sobre [escape atmosférico] (http://physics.stackexchange.com/questions/302555/why-doesnt-hydrogen-gas-exist-in-earths-atmosphere/302560?noredirect=1#comment680104_302560) paraaqueles que estão interessados.
@jwg Em relação à sua massa, a gravidade é a mesma para todas as moléculas, mas a energia cinética térmica é maior para moléculas mais leves (como o hélio) em relação à sua massa.Se você vê-lo por molécula, em vez disso, as energias cinéticas são as mesmas, mas a gravidade é mais fraca para moléculas pequenas.
@luk32 Eu acho que deveria ser "sem a gravidade segurando-o na terra, ou um no outro, seria suficiente".Sem gravidade, sua nuvem de gás se espalharia por todo o universo, eventualmente.
Natecat e jkel, você está certo.Não li com atenção suficiente.Eu estendo minhas desculpas.
Claro, as partículas na atmosfera superior muitas vezes ficam ionizadas e uma vez que experimentam a força eletromagnética, a gravidade torna-se significativamente menos importante.O fato de a Terra ter um campo magnético intrínseco é a principal razão pela qual a Terra retém sua atmosfera, pois sem ele, a gravidade não poderia impedir o vento solar de destruir nossa atmosfera (levaria muito tempo, mas eventualmente iria embora).
Luaan
2017-01-26 19:51:36 UTC
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"Alguns disseram X, alguns disseram Y" - no seu caso, X e Y são iguais. A gravidade é o que lhe dá a velocidade de escape - sem gravidade, todas as velocidades seriam velocidades de escape. A atmosfera sai , pois uma certa proporção das moléculas de ar obtém velocidade suficiente o tempo todo. No entanto, a velocidade média das moléculas de ar é muito menor do que a velocidade de escape, por isso é um evento relativamente raro - perdemos cerca de 3 kg de atmosfera a cada segundo. Parece muito, mas há muito ar na atmosfera, então duraria cerca de um bilhão de anos se a taxa de perda permanecesse constante.

Na realidade, a atmosfera durou muito mais tempo do que isso, e vai durar um bom tempo, porque está sendo reabastecida com o tempo. A parte mais estável da nossa atmosfera é o nitrogênio, porque não se perde facilmente (tem muita massa e a molécula é muito estável); a maior perda que obtemos é com o hidrogênio, que é continuamente reabastecido principalmente com o vapor d'água. A erosão e a atividade vulcânica liberam grandes quantidades de dióxido de carbono, que é processado pela vida fotossintética para produzir oxigênio e, principalmente, capturado e devolvido para outra rodada como vários calcários e silicatos.

No momento, a perda atmosférica está muito perto de um equilíbrio - a quantidade de nova atmosfera que está sendo criada está muito próxima da perda atmosférica. O equilíbrio é bastante estável - você não obtém um ciclo de feedback positivo onde mais perda atmosférica leva a ainda mais perda atmosférica, na verdade é o oposto.

Finalmente, não há sucção. Você não pode puxar um volume de ar - o que realmente acontece é que o ar ambiente tem uma pressão mais alta, então ele se move para o volume de baixa pressão. Não há força real, apenas estatísticas - para um volume de partículas que se movem aleatoriamente ("gás ideal"), é mais provável que uma molécula se mova da área de alta pressão para a área de baixa pressão do que o contrário. Com o tempo, isso praticamente iguala a pressão nos dois volumes - esse é o ponto em que mover de A para B é tão provável quanto mover de B para A.

Mas, mesmo assim, você vê que o ar se espalharia para preencher todo o universo igualmente, sem envolver a sucção. É aí que entra a gravidade - o movimento das moléculas de ar individuais não é mais inteiramente aleatório, uma vez que são puxadas em direção ao centro do planeta. Se uma molécula de ar terminar em uma trajetória para longe da Terra, ela será girada até apontar de volta para a Terra (assim como uma bola volta para a Terra quando você a joga para cima). E é aí que entra a velocidade de escape - essa é a velocidade em que a atração da Terra não é forte o suficiente para virar o objeto. A molécula ainda é continuamente acelerada de volta à Terra, mas a força da gravidade (e, portanto, a aceleração) diminui mais rápido do que a velocidade da molécula - a molécula "escapou" bem da gravidade.

Ótima resposta.obrigado por uma discussão muito necessária sobre o processo de equilíbrio.
Portanto, é a gravidade, como Newton colocou em sua equação universal.O ar gira junto com a terra enquanto viaja no espaço sideral de 10 ^ [- 11] Pa.
@WeidongTong Não tenho certeza de quando exatamente a gravidade da Terra deixa de ser importante (e coisas como o vento solar assumem o controle), mas sim, essa é a ideia básica.É claro que há muita simplificação, já que a atmosfera não age exatamente como um gás ideal, mas não é * muito * importante para nossos propósitos.
Perdemos "3kg de atmosfera a cada segundo", mas a "perda está muito perto de um equilíbrio".Então a Terra está encolhendo 3Kg por segundo?
Também ganhamos alguns quilos de poeira espacial a cada segundo.Não tenho certeza se sabemos esse número com precisão suficiente para saber se a Terra encolhe ou não.
@AShelly É realmente um número minúsculo, dificilmente mensurável.Não tenho ideia do tipo de precisão que existe nesses números - e, como observou Thomas, também obtemos novo material dos impactadores.Mas sim, a massa da Terra está mudando de alguma forma.
BLAZE
2017-01-26 12:00:04 UTC
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Tente evitar usar a palavra 'chupar' aqui, pois não faz sentido. O ar sempre se moverá de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão. Assim como tudo na natureza; ele tenta se equilibrar.

As pessoas diziam que fora da Terra é um vácuo

Bem, eles estão todos errados, não existe vácuo perfeito. Talvez seja um pouco pedante, mas acho melhor dizer que fora da Terra a pressão é very, muito baixa (ou "quase um vácuo").

Mas o ar não é sugado da superfície da Terra.

Sim, é verdade, mas apenas uma quantidade absolutamente minúscula , de moléculas que se movem muito rapidamente, são capazes de superar a força gravitacional da terra que atua sobre elas e escapar para o espaço. Pesquisadores descobriram que o oxigênio está (muito) lentamente sendo drenado da atmosfera da Terra.

Aqui estão algumas imagens úteis do link que forneci:

Molecule evaporation

enter image description here

Alguns disseram que é devido à gravidade e alguns disseram que a velocidade do ar as moléculas não são altas o suficiente para escapar.

Aqueles que disseram que era devido à gravidade estão corretos. Os outros estão errados pelos motivos que mencionei acima.


EDITAR:

Os comentários abaixo desta resposta identificaram um bom ponto em que na última citação os dois argumentos são iguais. Agora reconheço que essas declarações são muito semelhantes e podem ser interpretadas como a mesma coisa. Mas ainda mantenho o que escrevi originalmente.

Se a segunda parte da citação tivesse dito "a velocidade de all das moléculas de ar não é alta o suficiente para escapar". Então eu concordaria com os comentários e revisaria minha resposta.

As duas afirmações não são efetivamente iguais?"a velocidade não é alta o suficiente" significa apenas que a velocidade não é alta o suficiente para neutralizar a gravidade.
@Barmar Sim (depois de olhar com atenção) as declarações são _quase_ as mesmas.A razão pela qual disse que os "outros estão errados" é simplesmente porque _algumas_ moléculas de ar escapam.Pareceu-me apenas que aqueles que disseram "a velocidade das moléculas de ar não são altas o suficiente para escapar" estavam pensando que literalmente __num__ das moléculas tinha o que é preciso para escapar.Esta foi apenas a minha interpretação.Bom ponto, obrigado.
Mas para os que permanecem, as duas razões são as mesmas.
@Barmar Concordo, mas não escrevi a pergunta;então eu não saberia se era isso que eles tinham em mente.
Então, eu estava usando um aspirador de pó para tentar limpar os painéis solares da ISS e não funcionou.Onde deixo uma crítica negativa?
@Chris Incapaz de responder porque não compreendo a pergunta.O que é ISS, crítica negativa?Solicitando esclarecimentos.Obrigado.
O espaço ao redor da Terra é um vácuo muito maior do que em um aspirador de pó.Acho que se qualifica para essa palavra, mesmo que não seja um "vácuo absoluto".
@BLAZE, Re "não existe um vácuo perfeito", sério em todo o universo?
De alguma forma, esta imagem não parece certa.Água em forma gasosa é vapor d'água, * não hidrogênio * e essa molécula é pesada o suficiente para ser contida, então por que a perda de hidrogênio secaria a Terra ?!E não, não perdemos apenas água, também ganhamos água com a entrada de cometas.E o espaço não sendo um vácuo perfeito: mostre-me um aparelho na Terra que é capaz de produzir menos de 10.000 vezes a pressão do espaço interplanetário.
Lelouch
2017-01-26 10:18:40 UTC
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A atmosfera se difunde suavemente no espaço sideral, não havendo limites rígidos.O exemplo que você deu com um aspirador de pó não é o mesmo que um aspirador no espaço sideral.Considere a Terra e sua atmosfera como um sistema $ S $.O aspirador de pó não remove o ar de $ S $, mas apenas o redistribui.O campo gravitacional da Terra liga as moléculas a uma certa distância média de sua superfície.Para remover partículas dessa superfície, é necessário trabalhar para fornecer às moléculas energia cinética suficiente para escapar da atração gravitacional da Terra.O mero vácuo não é uma fonte de energia.Por outro lado, os raios cósmicos inonizam as camadas externas de nossa atmosfera e muitas vezes permitem que alguns íons gasosos se difundam além da altura atmosférica estimada.

Marty Green
2017-01-27 03:01:37 UTC
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Há mais um aspecto nesse cálculo que ainda não vi, então vou postá-lo aqui: a recuperação da matéria interestelar pela ação da terra varrendo o espaço e coletando material à medida que avança.Uma figura para a densidade da matéria interestelar é 1 átomo (hidrogênio) por cm ^ 3.Multiplique isso pela velocidade orbital da Terra (30 km / s) e a área da seção transversal do planeta, eu obtenho uma massa muito próxima dos mesmos 3 kg / s que Luann citou em sua resposta muito completa como a quantidadede gases atmosféricos que normalmente escapam por simples difusão no vácuo.Muito do que perdemos pode ser recuperado simplesmente varrendo de volta do espaço "vazio".

Anthony X
2017-01-30 07:52:07 UTC
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Vacuum Cleaners

Falando estritamente, os aspiradores de pó não são uma droga, eles explodem. Em outras palavras, o ventilador empurra o ar a jusante e, finalmente, para fora do dispositivo. O ar deslocado resulta em uma região de menor pressão a montante do ventilador (menor que a ambiente). Isso cria um desequilíbrio de forças no ar a montante do ventilador; esse desequilíbrio faz com que o ar se mova pela entrada da máquina. Pelo que vale a pena, a região de baixa pressão em um aspirador de pó em operação está longe do que poderia ser razoavelmente chamado de vácuo (talvez um ou dois PSI abaixo do ambiente).

Escaping Earth

Para que algo deixe a Terra e nunca mais volte, seja uma espaçonave, uma partícula de poeira ou uma molécula, deve estar viajando na velocidade de escape ou acima dela - cerca de 11km / s na superfície da Terra, apenas um pouquinho menos na linha de Karman (a altitude considerada a borda do espaço). Se for mais lento, o objeto seguirá uma trajetória orbital ao redor ou de volta à Terra.

Gas

O gás é uma coleção de moléculas que se movem no espaço, colidindo com objetos ou outras moléculas. Moléculas individuais em uma amostra de gás terão velocidades diferentes, de acordo com uma distribuição estatística; a velocidade média (energia cinética, na verdade) é descrita pelo parâmetro que chamamos de temperatura.

H aplica-se o tempo todo

É possível que uma molécula de gás adquira, digamos de uma colisão, velocidade de escape e, se essa molécula estiver alta o suficiente na atmosfera para não colidir com mais nada, pode deixar a Terra permanentemente. Isso acontece o tempo todo, mas não a uma taxa alta o suficiente para ser significativo. A menos que as moléculas sejam muito leves como hidrogênio ou hélio. É por serem leves que podem ser mais facilmente acelerados para escapar da velocidade em condições onde outras moléculas como nitrogênio e oxigênio não podem.

user115350
2017-01-28 01:29:36 UTC
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Há um equilíbrio entre a força da gravidade e a velocidade de escape.Quando a velocidade de escape é muito alta, a força da gravidade não pode segurar a partícula e nós a perderemos.A gravidade depende da massa do planeta, mas a velocidade de escape depende da temperatura.Se houver gás em Vênus (costumava haver?), A temperatura é tão alta que o gás tem alta velocidade de escape e continuará perdendo gás até não haver mais gás.Para o planeta que está longe do Sol (Marte?), A força da gravidade pode vencer a batalha que o ar pode estar muito perto da superfície do solo.Se houvesse animais vivos, eles deveriam rastejar no chão porque a temperatura não é suficiente para aumentar o movimento do ar.

jrrk
2017-01-26 15:03:07 UTC
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É verdade.O vento solar consistindo de partículas energéticas carregadas colidirá com as moléculas de oxigênio / nitrogênio e as acelerará em alguns casos para escapar da velocidade.Felizmente, o campo magnético da Terra desvia a maioria dessas partículas carregadas da parte densa da nossa atmosfera.Na ausência de vento solar, nitrogênio e oxigênio têm energia insuficiente em temperaturas normais para atingir a velocidade de escape.No entanto, o hidrogênio e o hélio escapam de nossa atmosfera com rapidez e facilidade.Novo hélio constantemente entra na atmosfera como um subproduto da radioatividade (a radiação alfa da radioatividade é um núcleo de hélio que só precisa pegar um elétron prontamente disponível para formar gás hélio).

Sua resposta não explica a pergunta do autor.O autor perguntou por que o vácuo do espaço não suga o ar da terra, enquanto sua resposta explica como os ventos solares derrubam os átomos no topo da atmosfera.
Juan Luis Gómez González
2017-01-27 17:54:54 UTC
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Você perde a atração da gravidade.Mantém todo o conjunto atmosférico ligado à Terra, pois atua sobre todas as moléculas.É interessante notar que acima da altitude em que as moléculas não interagem entre si em distâncias maiores do que o que é chamado de "altura da escala atmosférica", existe uma estimativa teórica de partículas neutras escapando da atmosfera porcalcular a proporção de uma determinada espécie com velocidades maiores que a velocidade de escape.Essa distribuição é conhecida como "Jeans Escape".

Acredita-se que alguns corpos rochosos de nosso sistema solar perderam a maior parte de sua atmosfera devido à fuga da atmosfera, como em Marte, que tem uma atração gravitacional mais branda.No entanto, a teoria sobre isso é altamente dependente das interações com a estrutura interna do planeta e não é tão simples.



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