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空气有重量。空气可以移动物体，比如巨大的风力涡轮机叶片。空气也能压碎东西。我第一次看到空气的力量是在大学物理导论课上。杰弗里·特拉汉(Jeffrey Trahan)教授向全班展示了一个空钢罐，就像下面照片中的那样。然后他对物理参数做了一些操作。结果，这个用相当厚的钢制成的罐子就在我们眼前被压碎了。后来我在自己的课上做了这个演示，但现在有一种简单的方法，任何人都可以做到。我称之为啤酒罐压力嘎吱声。
平衡和不平衡压力
当你伸出手的时候，手上方的空气重量大约是200磅。但是你感觉不到它，因为这个重量会使你手周围的空气向各个方向施加压力。这意味着你手上的200磅向下的推力和200磅向上的推力是相等的。因此，你不需要做任何功来保持空气。实际上是你手下面的空气把它托起来。
为了观察气压的效果，我们必须让它完全推动物体的一侧，同时降低另一侧的压力。特拉汉医生就是这样打碎钢罐的。这就是我在铅片里压碎铝啤酒罐的方法。这段视频展示了啤酒罐压碎的过程，开头有一个简短的解释。
湿度计的诡计
我(和特拉汉博士)获得罐子内外压力差的方法是通过一个叫做冷凝．我在罐子里放了一些水，然后把罐子放在炉子上的热炉子上。一旦水完全沸腾，我看到蒸汽从顶部溢出，我拧上盖子，把它从火上拿开。
一开始，罐子里面的压强等于外面的压强，什么都没有发生。然而，室内的空气与室外的空气是不同的。里面的水蒸气比例比外面的空气高得多。但那只是暂时的状态。
随着罐子冷却，里面的空气和水蒸气也会冷却。水蒸气开始在罐子内部凝结。当水蒸气离开空气时，罐子内的压力就会减小。这就造成了罐子内部的压力差，外部压力越来越大，成为了优势。在某一时刻，它会压碎罐子，就像你在视频中看到的那样。
其他很酷的压力技巧
你可以在YouTube上看到几十个，也许几百个这个演示的视频。他们中的大多数人都是用易拉罐来做的，演示者会迅速把易拉罐从火上拿下来，把它倒扣进一碗冰水中。我更喜欢慢慢来的方法，螺旋盖啤酒罐的效果非常好!
我提到过，我第一次体验这个演示是用一个更重的钢制易拉罐，但它可以走得更远。这里有一个视频显示同样的事情发生在一个55加仑的桶上。是的,真的!
当然，这不是用气压压扁罐头的唯一方法。你可以简单地用真空泵把空气抽出去，同样的事情也会发生。
建筑科学的应用
用常规的大气压压碎任何大小的罐子都很有趣，但这种现象与建筑物有什么关系呢?首先，对于任何漏气进出建筑物，你需要两样东西:一条通道和一个压差。在下面的照片中，你可以看到下面有条件的空间和一个没有条件的阁楼之间有两条通道。两边的压力都可能更高，所以你可能会让肮脏、炎热、潮湿的阁楼空气泄漏到你的房子里，或者你可能会把你美好的温暖空气流失到阁楼。
漏风的另一个方面是压差。它们穿过建筑围护结构的三种主要方式是烟囱效应、风力或机械系统(如。、排气扇)。堆栈效应是导致暖空气上升的原因。这又回到了你手掌上空气的重量。
建筑物外部的气压在底部比顶部高，因为气压随着高度的增加而减小。室内空气的温度通常与室外不同，这导致室内空气的压力也不同。结果是，在冬天，空气从底部漏进，从顶部漏出。
这是你今天的小啤酒罐压力建筑科学课!(顺便说一下，米勒淡啤(Miller Lite)不是我的首选。)
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Allison A. Bailes III，博士是一个演讲者作者、建筑科学顾问、乔治亚州迪凯特能源先锋(Energy Vanguard)的创始人。他有物理学博士学位能源先锋博客．他还有一本关于建筑科学的书该片将于2022年秋季上映。你可以在推特上关注他@EnergyVanguard．图片由作者提供。克里斯托弗·米尔斯(Christopher Mills)的主要插图。
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9日评论
那很有趣。我希望人们现在不要认为空气密封是危险的，因为如果你煮了一壶茶，然后紧紧关上你的欧式窗户，大气压力会压垮你的房子。
为了很好地说明房子里的堆叠效应，有一个小建议:中性压力面下面的蓝色负号可能意味着这个区域和外面的空气一样冷。我觉得把负号写成红色会更清楚。
谢谢你,查理。我希望没有人从这篇文章中拿走这一点。减号的颜色说得好。我可能应该把正号和负号都变成黑色，只是为了把它们和温度的变化区分开来。
“首先，要想让空气渗入或流出建筑物，你需要两样东西:一条通道和压力差。”
它们似乎是基本的或不言自明的，但这些简短的建筑格言在你设计或建造时是非常宝贵的。
我喜欢这样的想法:感受空气重量的方法是消除空气一侧的压力。
“固体”的类比是，如果我们举起一根铁柱，我们的手也会放在支撑在地板上的铁柱上。感谢上帝我们生活在流体中。
在考虑流体柱的力分布时，我总是想到气泡在水中上升的形状(或者我应该说水落在气泡上)。
https://www.youtube.com/watch?v=NjB7LXSQoQc
我的高中物理老师总是说:“物理没什么不好的。”
我在一个水柱中做实验，气泡会向下移动并聚集在柱的底部，通常会得到一些好奇的目光。
悬崖峭壁。你是怎么做到的?
好吧，秘密。几十年前，当我还小的时候，美国宇航局研究液体燃料火箭，这种火箭会在发射台上振动。圆柱形液体燃料箱将有一个顶部空间，顶部空间中的气体将被夹带，然后由于振动向下移动。问题是，油箱的出口在底部，汽油而不是燃料，不好。
我用一个低音扬声器、一个麦金塔(真空管)放大器和一个频率发生器复制了这种现象，在低音扬声器的中心安装了一个有机玻璃水柱。在正确的频率/频率范围内，表面将破裂并夹带空气，然后气泡将移动到底部。我们假设该装置是一种可能的新方法，可以通过振动柱反应器的频率控制引入空气/氧气。
人们很好奇。引人入胜的科学。
很有趣。
这让我想起了Steve Mould视频中讨论的悬浮液体摆:
https://www.youtube.com/watch?v=gMAKamGIiMc
在这里:https://www.youtube.com/watch?v=bodsuTucSxQ
不确定这是否与你描述的现象相同，但我猜它至少是相关的。
嗨，泰勒，感谢链接，粘性流体(硅油)和空气的伟大解释，以及振动枢轴点和扭矩。在一段视频中，Benjamin Apffel(尽管他拼错了自己的姓Apfel)。以下是一篇来自Apffel等人的文章:https://www.pnas.org/doi/pdf/10.1073/pnas.2111214118(提到Bjerknes力)。另一个:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2003/2003.04777.pdf(“漂浮在漂浮的液体下”)。
“比约克尼斯力是声波中气泡的平动力。这种现象是一种声辐射力。主要比约克尼力是由外部声场引起的;次级比约克涅斯力存在于同一声场中的气泡对之间。它们最早是由维尔海姆·比杰克斯在他1906年的《力的场》中描述的。
这里有一个参考，Hashimoto，“垂直激发圆柱形容器中的剧烈液体晃动”，《实验热与流体科学》1988;1:159 - 169
首先，表面破裂并夹带小气泡(硅油可能太粘稠而无法做到这一点)，然后气泡形成群集。图17所示为气泡簇，气泡簇可以向下移动到圆柱形容器的底部。从我的实验来看(回到80年代)，我不一定会说晃动是“暴力的”，这取决于各种因素。
如上所述，在较大的激发加速度下，自由表面运动变得非常剧烈，小气泡从液体表面被夹带到液体中。这些气泡不会上升到液体表面，因为振荡压力场中的气泡会被Bjerknes力[11]困在液体中。”
“例如，气泡团簇现象可能发生在大型液体推进剂火箭的燃料系统中，因为振动力在飞行过程中传递给了液体系统。气泡的形成会严重影响推进剂系统的性能，而推进剂系统需要提供流体传输。”
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