空氣是否有重量

judy

原帖由 edexp 於 10-3-4 10:47 發表
http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E6%B5%AE%E5%8A%9B

簡單來說，空氣點解有浮力，就是因為空氣有重量

亦都是因為有重量，才會產生大氣壓力(atmospheric pressure)

...

條link解釋得麻麻。都係唔明。

我想問吓點解只有液體和氣體有浮力，固體有沒有"浮力"。

wingsma

嘩！果然是 educational expert！

eviepa

條link解釋得麻麻。都係唔明。

我想問吓點解只有液體和氣體有浮力，固體有沒有"浮力"。

Judy,

就由我這個文科仔答一下吧。

液體和氣體，分子與分子的相對位置可以隨時改變，所以可以隨時變形。由於有這個特性，較重的分子就會有下沉的傾向，較輕的分子就會有上升的傾向。同樣道理，如果將一件固體放到液體中，這件物體就會有下沉、上升的傾向（如果該固體的密度和該液體剛好一樣的話就會載浮載沉）。如果有向上升的傾向，這種上升動力就是浮力。

在固體裡，分子與分子的相對位置不能改變，形狀不能變，所以就算上層的物質密度較高也不會下沉，下層的低密度物質也不可能上升。因此根本不可能有浮力。

eviepa

eviepa

錯!!!

重量的定義就萬有引力對物質(即有質量的物體)所產生之吸力，若量度(空氣)重量方法不正確而量不到重量不代表可以說(空氣)就是沒有重量，只代表量度方法不正確。

只要在一間真空房間，用極精密電子磅先量度一個裝滿空氣的密封樽，然後將裝滿空氣的密封樽抽至真空，再在真空房間量度密封樽之真正重量，兩次量度結果相差，就是密封樽內原本所裝之空氣重量。

嚴格來說，量度物體之重量應在真空環境下進行，以減除空氣之浮力所產生之誤差，只不過量度一般物體時，空氣之浮力佔要量度物體之重量極之輕微，一般情況下可以不需理會而已。

有浮力去抵消重量，不代表沒有重量，正如我用條繩起你，然後放個磅貼着你雙腳來磅你，當然個磅量不到你的重量，我可否就話你就是沒有重量

Edexp,

讀中三時學了一整年的動力學，上課時物理老師通常不用「重量」，而用「質量」去描述一件物件。理由是，質量是絕對的，無論在地表、月球表面、在水中或是在太空無重狀態中，質量都始終不變。但重量是個相對的概念，在地表A能舉起X質量的物件，在月球表面上就有能力舉起5X質量的物件，在太空無重狀態時，要舉多少就多少，根本沒有重量。

我們討論時，每一件issue都有特定的context，如果不理會這個context來評論的話就會產生出種種的謬誤。

比如說，一個有一億身家的A君到一個Ball裡，剛好裡面所有人都是李嘉誠、李兆基等的超級富豪。記者這樣寫：「在昨晚的那個富貴Ball裡，A君是個窮人」。有人抽出「A君是個窮人」來做文章說：那個記者錯得很，A君有一億身家還說他是個窮人。

將一團空氣在真空中量度是一種方法、拿到月球表面量度也是其中一種方法、甚至在太陽表面量也是一個方法。由於重量是相對概念，沒有任何一個量度出來的讀數是真理，其他是歪理。

我所講的空氣是沒有重量，開宗明義就是只在「有空氣」的「地表」下適用。「有空氣」的「地表」，較準確的定義就是在重力加速度9.80665 m/s²與及在一個大氣壓力（1013mb）的情況。

抽離了我的假定，可以是在真空量度，也可以是在月球表面量度，可以是在水底量度，我「空氣沒有重量」的命題自然不確。

eviepa

ViviSporty

嘩！唔好意「試」，eviepa，係咪我睇錯，你咁都只係文科仔 ar，好多理科仔都低晒 lo。果然勁！:)

對於樓主的「空氣是否有重量」，可否用比較平常和簡單的觀點去看。

首先，重量是指物體與地球之間的「地心吸力」，通常指在地面附近計算。空氣就是被地心吸力吸在地球表面，所以空氣必然有其重量，只是重量太輕，有時視作無重。應了解一下該課本所提的觀點才能決定。例如，作者是否認為空氣太輕，相比其它東西時，便視作零重量。

另外，想補充一下，重量可被浮力抵消；但無論有沒有浮力，重量都存在。在地球表面，這種地心吸力是不會消失的。例如某人重60公斤，他游泳時也是重60公斤，只是被浮力抵消了重量，所以浮在水面。:)

eviepa

ViviSporty,

你可能混淆了「質量」(mass) 和「重量」(weight) 。質量是個scientific term，是永恆不變的。

但「重量」是個日常用語，簡單地講就是拿上手，感覺一下「墜唔墜手」或者是對磅或天平等量度工具的讀數有沒有影響。因此，一舊鐵，在地面量度有一個讀數，在水裡度，因為有浮力的關係會變輕。理論上，如果儀器夠精密，在珠穆朗瑪峰跟在死海湖面量度這塊鐵也有小許差別。

一塊鐵的重量可以是零。比如說，在外太空，這塊鐵是完全唔墜手的。又比如說，放在一種不知名，但密度正好和鐵一樣的液體中，重量就是零。

總之，一件物件，放在不同的環境會有不同重量，沒有一個讀數是唯一真理。

eviepa

ViviSporty

唉！eviepa，我都沒有提過質量(mass)，我就係知道好多同學唔明質量(mass)不等於重量(weight)，所以我都避講質量(mass)，我們只談「重量」吧！

首先，假設楊利偉體重70公斤，那當然是說他在地球表面的重量啦。如果有小朋友問你知唔知楊利偉幾重，你話：「知！楊利偉在月球重十又三分二公斤。」咁你咪耍個小朋友囉！所以，讓我們只談「在地球表面的重量」吧。

空氣在地球表面的重量就是它被地球吸的力，就是牛頓的萬有引力，那又怎會消失呢？物理科會考的「隔離體圖」(free-body diagram) 裏都要畫清楚物體的重力箭咀（除非指明引力趨近零，不受影響）。如果有浮力抵消重力，那末，重力箭咀和浮力箭咀都要畫清楚，而不是當這兩個力都消失了。

基本上，閣下所提的資料很詳盡，希望日後可以多些交流。Thank-a-lot.

eviepa

ViviSporty,

明白你的意思了。希望你喜歡以下的理性討論。

首先，我講明立場，對樓主「空氣是否有重量」這個命題，我的觀點是：兩種答案都可以，視乎怎樣演譯其背景，兩種演譯方法都言之成理。

再講下去之前要澄清一個概念：專家可以壟斷專業名詞的解釋權，但對演化了幾千年甚至過萬年的日常用語，專家不可能按照自己業內的需要去強將日常用語作另類解釋。

先講個故事：

在二十多年前，當時某個上流社會的會社攪了個選舉，叫做：最性感男士/最性感女士選舉。男女入選的各有十位八位吧，女的其中一個當選者為林燕妮，男的全部是鬼佬。我心裡納罕，不是嗎？林燕妮怎樣能和性感扯上關係？連本地男明星也沒有任何一個能擠身性感之列？明顯是小圈子選舉，得啖笑。

無線報導此事時，訪問了林燕妮，她講了一些感想，其中一句是：「我覺得性感不是穿得少………」。

我聽了後笑爆咀，我不知林燕妮是不是一個審美專家，但顯然她對「性感」的理解就異於常人。「性感」這詞語由來已久，大家已約定俗成，意思相當闊，但最核心的意義就是「穿得少」。就算一個極為美麗動人的女士，如果包到，則怎樣也不能說是性感！

對於「性感」一詞，審美專家也不可以壟斷解釋權，只能順著大眾的意思。

「空氣在地球表面的重量就是它被地球吸著的力」這句是純科學定義，在科學家圈子溝通有其必要性，甚至在有豐富科學常識的尋常人也可以用這個定義溝通得很好。從這個定義出發，空氣是有重量的。

但「重量」一詞是日常用語，所以「石頭在水中較輕」是成立的，我們不能反對說：「由於地球對石頭的吸力在水中或是在水面都是一樣，所以石頭在水中和在地面的重量都是一樣」。科學家在自己圈子裡的定義不能強迫普通人接受。普通人不會理會水中有浮力，空氣也有浮力，「簡單地講就是拿上手，感覺一下「墜唔墜手」或者是對磅或天平等量度工具的讀數有沒有影響。」就是普通人對「重量」的定義。

用scientific definition，空氣有重量。

用layman definition，空氣沒有重量。

eviepa

ViviSporty

eviepa,

其實我都唔想講到咁scientific，不過見大家談論得咁高興，又地表加速率；又月球表面；又無重狀態 etc，我才加把口講下。

很高興你同意「用scientific definition，空氣有重量」；但可惜「用layman definition，空氣沒有重量」卻不見得普通。煩請你讀一讀以下一個理性的故事：

話說有一天，某君「淋淋妮」坐在樹下乘涼，閒來無事，伸一伸懶腰；「演一演」心口，不禁說一聲：「！無壓力點解？唔通空氣係無壓力？」然後佢伸隻手出feel，感覺一下「墜唔墜手」，又話：「啊！連重量都冇喎。」之後佢就教自己對仔女：「乖乖好叻，記住空氣係冇重量和壓力的。」........

可能出位D，sori。其實「淋淋妮」應該話：「乖乖好叻，雖然平時我們感覺不到；但是要記住，空氣係有重量和壓力的（在地球表面）。」

最後，科學家沒有把科學定義強加在普通人身上；是普通人追隨科技的發展。相反地，普通人亦不應把自己的標準強加在科學家身上，更不應強加在其他普通人身上。而家小朋友好叻嫁喇，佢地仲快過我知道哈勃望遠鏡拍返 ' deep space universe ' fotos，佢地會比我地更加科學化、電腦化、財務化、功利化.......

Thanks anyway and best rgds,
ViviSporty

wingsma

很欣賞eviepa對知識的執著，你所寫的大部份都很有道理，加上ViviSporty的補充，大家應該掌握到個中道理。

實質上我們平常所說的重量，其實是想說質量，你買1公斤(千克)重的牛肉嗎？實質上是買1公斤質量的牛肉。你重55千克嗎？實質上是想說你的質量是55千克。千克本身就是質量單位。重量是物體與地球(或其他星球)的引力。只是在我們日常生活環境中，物體的重量變化不大，引力又與質量成正比，而且容易量度，所以我們愛以重量來代替質量。

再問空氣有沒有重量？如果改為問︰
空氣有沒有質量，便容易答得多了。
但如何向非理科生或小學生解釋以上道理呢？他們只可以問︰空氣有沒有重量？
這時你便只要簡單地說︰空氣有重量。
除非你真的想耍他們，你才說︰
你問我幾重？喺邊度度先？地球、月球定太空？山頂定山腳？地面定水底？南北極定赤道(赤道離地心比南北極遠，加上地球自轉，量得的重量會較小。)？

eviepa

ViviSporty/wingsma,

我很少討論這類較為微觀的話題。引起我的興趣是：為何要有model answer？為何不讓孩子習慣一個問題可能有多過一個的答案？

我們生在地球表面，地心吸力，空氣的浮力無處不在。我們layman的詞彙習慣了當作空氣的浮力是一種自然的setting，於是「重量等於地球對物件的吸力減去空氣浮力」是一種自然的溝通方法，看以下的例子：

例一：「這個紙盒裝滿了空氣跟壓偏了的一樣重」不需加一句註腳：「其實前者較重，不過因為有空氣浮力的關係，感覺才會一樣」。

例二：
在一個工場裡：
A:「這個大鐵箱這麼大，看來很重。」
B:「不要看它這麼大，其實它很輕，試試看？」
A: 「真的很輕呀。」
B:「原因是這鐵箱裡面裝滿了氦氣，所以這麼輕。」
不久，所有職員都知道這個鐵箱很輕了，他們溝通時，只需講，這個箱很輕就成，因為在這context中，大家都接受了「重量等於地球對物件的吸力減去空氣浮力」的layman定義。

在樓主所講的教科書中，顯然就是用「重量等於地球對物件的吸力減去空氣浮力」為基礎，得出「空氣是沒有重量」的結論，在我看來，是符合大眾的慣常用法的，是合理的答案，為何就要認為這個答案錯呢？

科學在進步，民智亦尾隨科學的步伐，所以採用純scientific definition的人越來越多，合理。所以我主張，「空氣有重量」跟「空氣沒有重量」同時成立，視乎怎樣將環境定義。

eviepa

eviepa

話說有一天，某君「淋淋妮」坐在樹下乘涼，閒來無事，伸一伸懶腰；「演一演」心口，不禁說一聲：「！無壓力點解？唔通空氣係無壓力？」然後佢伸隻手出feel，感覺一下「墜唔墜手」，又話：「啊！連重量都冇喎。」之後佢就教自己對仔女：「乖乖好叻，記住空氣係冇重量和壓力的。」........

可能出位D，sori。其實「淋淋妮」應該話：「乖乖好叻，雖然平時我們感覺不到；但是要記住，空氣係有重量和壓力的（在地球表面）。」

ViviSporty,

「壓力」跟「重量」不同，沒有定義上的分別。

從前的人覺得在水中被水壓著不舒服，但在陸地上就沒有這種感覺，於是認為水中有壓力，陸地上沒有壓力。不知道原來我們只因習慣了氣壓，才錯誤以為陸地上沒有壓力。這是認知的問題，當然要改正。

但「重量」一詞，牽涉到不同定義有不同結果，並非認知的問題。如果兩種定義都合理，則我們就要接受有兩種答案。

eviepa

wingsma

很同意不要為每個問題都限定一個model answer。但 1+1=2 (十進制), 就只有這個 model answer，你不想也得接受。
亦很同意要照顧普羅layman，要使用較通俗的語言，所以我亦會說重量是多少kg，而不一定說質量為多少kg。
但說到重量的定義，layman只會考慮在天平或秤上的讀數，又怎會有「重量等於地球對物件的吸力減去空氣浮力」這樣科學化和嚴格的定義呢？(即使這定義是錯的，但它提得也算科學化和嚴格。)
不同的量度方法和環境會有不同的重量，並不表示重量有不同的定義，只是在不同的情況下會有不同的誤差。
如果說因為在空氣中量不到空氣的重量，便說空氣沒有重量，那麼在水中量不到魚的重量，魚也是沒有重量嗎？

註︰重量是地球作用於物體上的引力，亦即是「萬有引力」。http://www.phy.cuhk.edu.hk/contextual/mechanics/for/ma_we01_c.html

Kanba

空氣有沒有重量對小四生來說是要考他們什麼概念？重量和質量的分別？量度重量時要考慮浮力的影響？

這條問題在生活上對小學生來說是不是要考他們空氣究竟是空，還是氣？我想它是問原則上氣體有沒有重量的問題，而不是量得多少的問題。

judy

各位高人，

我知道：

1. 所有事物皆有質量。
2. 萬有引力而成重量。
3. 咖利略在比蕯塔証明，物體落地的速度，和質量無關。

那麽？空氣雖輕，為甚麽不像块鐵咁一下子落到地面，反而在空中浮吓浮吓？

judy

較重的分子就會有下沉的傾向，較輕的分子就會有上升的傾向。

嘻嘻，我雖然幾乎忘記曬所有嘅嘢，但推理能力仍在，你騙我唔到。

就我所理解，輕重分子，皆無向上傾向。

Kanba

向上傾向係咪指浮力？風力？

[ 本帖最後由 Kanba 於 10-3-8 17:27 編輯 ]

Kanba

羽毛浮吓浮吓同空氣阻力有關，空氣在空氣中浮吓浮吓好似不是問題。

？？