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第4章 空气可以称重量吗?

如果没有风,我们通常不会感觉到空气的存在。但是,你知道吗?其实,数十亿的气体分子一直无时不刻地在碰触你的头部、肚子、手臂和腿。例如,一个典型的氮分子在室温下每小时的运动速度可达1030英里。这些精力旺盛的气体分子被地球的引力束缚在地球表面上,否则,它们可以轻而易举地逃离到太空中去。(无论如何,对于一些气体分子,尤其是质量较轻的分子,它们可以跃出大气层顶部,飞到未知的宇宙空间去。)

在地球上的空气成分中,超过77%是由氮分子构成的,另外21%是氧分子,其余的则为其他气体。其他行星也有着自己的气体谱系,就像帐篷一样遮蔽着星体的表面。

科学家们通过测量物体表面的压力来称量地球上空气的重量。对于生活在地球上各处的人们来说,空气对人体的平均压力约为每平方英寸14.7磅。(试试举起一支15磅重的哑铃,你就会明白空气中蕴含的力量有多大了。)

在地球上,越往高处走,空气就会变得越稀薄。在海拔18000英尺的高山顶上,空气对人体的压力仅为7.4磅左右。(然而,不要以为这时臂膀定会感觉轻松无比,要知道你吸入的空气量也只有平时的一半呢,而这通常会引起头晕、呼吸急促以及恶心等高原反应。)

空气所带来的恰如其分的压力给地表或地表附近的生命造就了一个舒适的生存环境。对于一些海洋生物——特别是深海生物来说,它们所承受的力量不止于此,还要包括海水的重力。

当然,每颗行星上气体的重量都不一样。事实上,有的形星上甚至根本没有气体。比如,水星上的气体就非常稀薄,那里的气体成分主要由钠元素构成。

然而,在地球的另一个近邻——金星上,情况却截然不同。金星的周围包裹着一层厚厚的令人感觉窒息的二氧化碳气体。在那里,如果你想漫步穿行在平原上,就如同在游池里前行一样。同样,如果在金星上将一枚硬币投下,那么硬币落到金星表面的速度,也不啻于其在水中的翻滚速度。让人难以置信的是,在金星上,人体每平方英寸所承受的压力将会超过1300磅。木星是位于太阳系外围的一颗气态星球。在木星上,人体每平方英寸所承受的压力更会达到不可思议的1500磅,就好像有一只大象压在你身上一样。

相比之下,火星上的二氧化碳气体却很稀薄——火星上气体的主要成分也是二氧化碳。如果此时你正站在铁锈色的火星表面,那么身体每平方英寸所承受的压力只有大约1磅重。

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