Pregunta:
¿Por qué no se aspira el aire de la Tierra?
Weidong Tong
2017-01-26 10:01:49 UTC
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La gente decía que fuera de la tierra es un vacío.Pero el aire no es succionado de la superficie terrestre.Algunos dijeron que se debe a la gravedad y algunos dijeron que la velocidad de las moléculas de aire no es lo suficientemente alta para escapar.Sabemos que la aspiradora succionará aire como su aspiradora y no tiene nada que ver con la gravedad.Si el espacio exterior es realmente un vacío, ¿qué impide que el aire escape de la tierra?

La tierra succiona con más fuerza.
"* Sabemos que la aspiradora succionará aire como su aspiradora y no tiene nada que ver con la gravedad. *" Tiene todo que ver con la gravedad.La aspiradora funciona debido a la presión, y nosotros tenemos presión en la Tierra porque las moléculas atmosféricas son atraídas gravitacionalmente a la Tierra.
El vacío no apesta en absoluto.No hace nada.
Relacionado: [¿Por qué no existe gas hidrógeno en la atmósfera de la Tierra?] (Http://physics.stackexchange.com/q/302555/44080)
Ver también: [Escape atmosférico] (https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape)
¿Por qué no se aspira el mar por el aire?Densidad y gravedad.
El vacío no chupa, el aire empuja.Empuja porque está a una presión más alta, y el aire de la Tierra está a una presión relativamente alta porque la gravedad chupa.
¿Por qué el espacio interestelar no absorbe todas las estrellas de la galaxia?
Es como decir ¿por qué no somos succionados al espacio?Es porque la gravedad de la Tierra ejerce una mayor presión sobre nosotros que el vacío exterior.
@masterwarrior123 * fuerza *, no * presión *.
¿Porque la mega mucama aún no ha llegado?
Nueve respuestas:
Martin Beckett
2017-01-26 10:12:38 UTC
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El vacío no aspira aire.En el vacío, es el otro aire el que lo empuja hacia el espacio vacío.El aire, como cualquier otro gas, se expandirá para llenar el volumen.

Por lo tanto, esperaría que la atmósfera se extendiera para llenar el resto del universo, y sin la gravedad que la sostuviera sobre la Tierra, lo haría.

Editar: Sí, continuamente se pierde algo de aire.Las moléculas en la atmósfera se mueven a una variedad de velocidades, algunas de las más rápidas se moverán lo suficientemente rápido como para tener suficiente energía para vencer la gravedad y escapar.Esto es especialmente cierto para los elementos más ligeros, por ejemplo.Helio, que se mueve rápido y siente menos el efecto de la gravedad.

* "esperarías que la atmósfera se extendiera para llenar el resto del universo" * Me pregunto sobre eso.Dependiendo de la cantidad de gas, podrían superar las fuerzas termodinámicas / cinéticas y formar un planeta gaseoso o una estrella.Supongo que mi punto es que no todos los gases se expandirán hasta el infinito.
¿Realmente el helio siente menos el efecto de la gravedad?¿No experimentan todos los objetos una fuerza proporcional a su masa?
Recientemente hubo una pregunta sobre [escape atmosférico] (http://physics.stackexchange.com/questions/302555/why-doesnt-hydrogen-gas-exist-in-earths-atmosphere/302560?noredirect=1#comment680104_302560) paralos que estén interesados.
@jwg En relación con su masa, la gravedad es la misma para todas las moléculas, pero la energía cinética térmica es mayor para las moléculas más ligeras (como el helio) en relación con su masa.Si lo ve por molécula, las energías cinéticas son las mismas, pero la gravedad es más débil para las moléculas pequeñas.
@luk32 Supongo que debería ser "sin la gravedad que lo sujete a la tierra, o entre sí, lo haría".Sin gravedad en absoluto, su nube de gas se extendería por todo el universo, eventualmente.
Natecat y Jkel, tienes razón.No leí con suficiente atención.Extiendo mis disculpas.
Por supuesto, las partículas en la atmósfera superior a menudo se ionizan y una vez que experimentan la fuerza electromagnética, la gravedad se vuelve significativamente menos importante.El hecho de que la Tierra tenga un campo magnético intrínseco es la razón principal por la que la Tierra retiene su atmósfera, ya que sin él, la gravedad no podría evitar que el viento solar destruya nuestra atmósfera (tomaría mucho tiempo pero eventualmente se iría).
Luaan
2017-01-26 19:51:36 UTC
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"Algunos dijeron X, otros dijeron Y"; en su caso, X e Y son lo mismo. La gravedad es lo que le da la velocidad de escape; sin gravedad, todas las velocidades serían velocidades de escape. La atmósfera se va, ya que una cierta proporción de las moléculas de aire obtiene suficiente velocidad todo el tiempo. Sin embargo, la velocidad promedio de las moléculas de aire es mucho más baja que la velocidad de escape, por lo que es un evento relativamente raro: perdemos alrededor de 3 kg de atmósfera por segundo. Parece mucho, pero hay mucho aire en la atmósfera, por lo que duraría unos mil millones de años si la tasa de pérdida se mantuviera constante.

En realidad, la atmósfera duró mucho más que eso y durará bastante, porque en realidad se repone con el tiempo. La parte más estable de nuestra atmósfera es el nitrógeno, porque no se pierde fácilmente (tiene mucha masa y la molécula es muy estable); la mayor pérdida que obtenemos proviene del hidrógeno, que se repone continuamente principalmente a partir del vapor de agua. La erosión y la actividad volcánica liberan grandes cantidades de dióxido de carbono, que es procesado por la vida fotosintética para producir oxígeno, y en su mayoría capturado y devuelto para otra ronda como varias calizas y silicatos.

En este momento, la pérdida atmosférica está bastante cerca de un equilibrio: la cantidad de nueva atmósfera que se está creando está bastante cerca de la pérdida atmosférica. El equilibrio es bastante estable: no se obtiene un ciclo de retroalimentación positiva donde una mayor pérdida atmosférica conduce a una pérdida atmosférica aún mayor, en realidad es lo contrario.

Finalmente, no se puede chupar. No se puede tirar de un volumen de aire; lo que realmente sucede es que el aire ambiental tiene una presión más alta, por lo que se mueve hacia el volumen de baja presión. No existe una fuerza real, solo estadísticas: para un volumen de partículas que se mueven aleatoriamente ("gas ideal"), es más probable que una molécula se mueva del área de alta presión al área de baja presión que viceversa. Con el tiempo, esto iguala aproximadamente la presión en los dos volúmenes; ese es el punto en el que pasar de A a B es tan probable como pasar de B a A.

Pero incluso entonces, ves que el aire simplemente se esparciría para llenar todo el universo por igual, sin succión involucrada. Ahí es donde entra la gravedad: el movimiento de las moléculas de aire individuales ya no es completamente aleatorio, ya que son atraídas hacia el centro del planeta. Si una molécula de aire termina en una trayectoria que se aleja de la Tierra, se daría la vuelta hasta que apunte hacia la Tierra (al igual que una pelota vuelve a la Tierra cuando la arrojas). Y ahí es donde entra en juego la velocidad de escape, esa es la velocidad en la que el tirón de la Tierra no es lo suficientemente fuerte como para girar el objeto. La molécula aún se acelera continuamente de regreso a la Tierra, pero la fuerza de la gravedad (y por lo tanto la aceleración) cae más rápido que la velocidad de la molécula: la molécula "escapó" del pozo de gravedad.

Gran respuesta.gracias por una discusión muy necesaria sobre el proceso de equilibrio.
Entonces, es la gravedad como Newton la expresó en su ecuación universal.El aire gira junto con la tierra mientras viaja en el espacio exterior de 10 ^ [- 11] Pa.
@WeidongTong No estoy seguro de cuándo exactamente la gravedad de la Tierra deja de ser importante (y cosas como el viento solar toman el control), pero sí, esa es la idea básica.Por supuesto, hay mucha simplificación, ya que la atmósfera no actúa exactamente como un gas ideal, pero no es * demasiado * importante para nuestros propósitos.
Perdemos "3 kg de atmósfera por segundo", pero la "pérdida está bastante cerca de un equilibrio".Entonces, ¿la Tierra se está encogiendo 3 kg por segundo?
También ganamos un par de kilogramos de polvo espacial por segundo.No estoy seguro de si conocemos ese número con la suficiente precisión para saber si la Tierra se encoge o no.
@AShelly Es realmente un número pequeño, apenas medible.No tengo idea de qué tipo de precisión hay con esos números y, como señaló Thomas, también obtenemos nuevo material de los impactadores.Pero sí, la masa de la Tierra está cambiando de alguna manera.
BLAZE
2017-01-26 12:00:04 UTC
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Trate de abstenerse de utilizar la palabra "chupar" aquí, ya que no tiene sentido. El aire siempre se moverá de una región de alta presión a una región de baja presión. Como todo lo demás en la naturaleza; trata de equilibrarse.

La gente decía que fuera de la tierra es un vacío

Bueno, todos están mal, no existe el vacío perfecto. Quizás esto sea un poco pedante, pero creo que es mejor decir que fuera de la Tierra la presión es very, muy baja (o "casi un vacío").

Pero el aire no es succionado de la superficie terrestre.

Sí, pero solo una cantidad absolutamente diminuta , las moléculas de movimiento muy rápido son capaces de superar la fuerza gravitacional que actúa sobre ellas desde la tierra y escaparán al espacio. Los investigadores han descubierto que el oxígeno se está drenando (muy) lentamente de la atmósfera de la Tierra.

Aquí hay algunas imágenes útiles del enlace que proporcioné:

Molecule evaporation

enter image description here

Algunos dijeron que se debe a la gravedad y otros dijeron que la velocidad del aire las moléculas no son lo suficientemente altas para escapar.

Los que dijeron que se debía a la gravedad tienen razón. Los demás están equivocados por las razones que mencioné anteriormente.


EDITAR:

Los comentarios debajo de esta respuesta han identificado un buen punto en el sentido de que la última cita ambos argumentos son iguales. Ahora reconozco que estas afirmaciones son muy similares y podrían interpretarse como lo mismo. Pero sigo manteniendo lo que escribí originalmente.

Si la segunda parte de la cita hubiera dicho "la velocidad de all de las moléculas de aire no es lo suficientemente alta para escapar". Entonces estaría de acuerdo con los comentarios y revisaría mi respuesta.

¿No son las dos declaraciones efectivamente iguales?"La velocidad no es lo suficientemente alta" simplemente significa que la velocidad no es lo suficientemente alta para contrarrestar la gravedad.
@Barmar Sí (después de mirarlo cuidadosamente) las declaraciones son _casi_ iguales.La razón por la que dije que "los otros están equivocados" es simplemente porque _algunas_ de las moléculas de aire se escapan.Simplemente me pareció que aquellos que decían que "la velocidad de las moléculas de aire no es lo suficientemente alta para escapar" pensaban que literalmente __ ninguna__ de las moléculas tenía lo necesario para escapar.Esta fue solo mi interpretación.Buen punto, gracias.
Pero para los que se quedan, las dos razones son las mismas.
@Barmar De acuerdo, pero no escribí la pregunta;así que no sabría si eso era lo que tenían en mente.
Así que estaba usando una aspiradora de taller para tratar de limpiar los paneles solares en la ISS y no funcionó.¿Dónde dejo una reseña negativa?
@Chris No puedo responder porque no entiendo la pregunta.¿Qué es ISS, revisión negativa?Solicitando aclaraciones.Gracias.
El espacio alrededor de la tierra es un vacío mucho más alto que en una aspiradora.Supongo que califica para esta palabra, incluso si no es un "vacío absoluto".
@BLAZE, Re "no hay tal cosa como un vacío perfecto", en serio en todo el universo?
De alguna manera, esta imagen no parece correcta.El agua en forma gaseosa es vapor de agua, * no hidrógeno * y esta molécula es lo suficientemente pesada como para ser retenida, entonces, ¿por qué la pérdida de hidrógeno debería secar la Tierra?Y no, no solo perdemos agua, también ganamos agua por la entrada de cometas.Y el espacio no es un vacío perfecto: muéstrenme un aparato en la Tierra que sea capaz de producir menos de 10 000 veces la presión del espacio interplanetario.
Lelouch
2017-01-26 10:18:40 UTC
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La atmósfera se difunde suavemente hacia el espacio exterior, sin límites estrictos.El ejemplo que dio con una aspiradora no es lo mismo que una aspiradora en el espacio exterior.Considere la tierra y su atmósfera como un sistema $ S $.La aspiradora no elimina el aire de $ S $ sino que simplemente lo redistribuye.El campo gravitacional de la tierra une las moléculas dentro de una cierta distancia promedio de su superficie.Para eliminar las partículas de esta superficie, se debe trabajar para suministrar a las moléculas suficiente energía cinética para escapar de la atracción gravitacional de la tierra.El simple vacío no es una fuente de energía.Por otro lado, los rayos cósmicos inonizan las capas externas de nuestra atmósfera y, a menudo, permiten que algunos iones gaseosos se difundan más allá de la altura atmosférica estimada.

Marty Green
2017-01-27 03:01:37 UTC
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Hay un aspecto más en este cálculo que aún no he visto, así que lo voy a publicar aquí: la recuperación de materia interestelar por la acción de la tierra que barre el espacio y recoge material a medida que avanza.Una cifra para la densidad de la materia interestelar es 1 átomo (hidrógeno) por cm ^ 3.Multiplique esto por la velocidad orbital de la tierra (30 km / seg) y el área de la sección transversal del planeta, obtengo una masa muy cercana a los mismos 3 kg / seg que Luann citó en su muy completa respuesta como la cantidadde gases atmosféricos que normalmente escapan por simple difusión en el vacío.Gran parte de lo que perdemos se puede recuperar simplemente barriéndolo del espacio "vacío".

Anthony X
2017-01-30 07:52:07 UTC
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Aspiradoras

Estrictamente hablando, las aspiradoras no chupan, soplan. En otras palabras, el ventilador empuja el aire corriente abajo a través y finalmente fuera del dispositivo. El aire desplazado da como resultado una región de menor presión aguas arriba del ventilador (más baja que la ambiente). Esto crea un desequilibrio de fuerzas en el aire corriente arriba del ventilador; este desequilibrio hace que el aire se mueva a través de la entrada hacia la máquina. Por lo que vale, la región de baja presión en una aspiradora en funcionamiento está lejos de lo que razonablemente podría llamarse una aspiradora (tal vez uno o dos PSI por debajo de la temperatura ambiente).

Escaping Earth

Para que cualquier cosa salga de la Tierra y nunca regrese, ya sea una nave espacial, una partícula de polvo o una molécula, debe viajar a la velocidad de escape o por encima de ella: unos 11 km / s en la superficie de la Tierra, solo un poquito. menos en la línea de Karman (la altitud considerada como el borde del espacio). Si es más lento, el objeto seguirá una trayectoria orbital alrededor o de regreso a la Tierra.

Gas

El gas es una colección de moléculas que se mueven en el espacio y chocan con objetos u otras moléculas. Las moléculas individuales en una muestra de gas tendrán diferentes velocidades, según una distribución estadística; la velocidad media (energía cinética, en realidad) se describe mediante el parámetro que llamamos temperatura.

Happens todo el tiempo

Es posible que una molécula de gas adquiera, digamos de una colisión, velocidad de escape, y si esa molécula está lo suficientemente alta en la atmósfera para no chocar con nada más, puede abandonar la Tierra de forma permanente. Ocurre todo el tiempo, pero no a un ritmo lo suficientemente alto como para ser significativo. A menos que las moléculas sean muy ligeras como el hidrógeno o el helio. Debido a que son livianos, pueden acelerarse más fácilmente para escapar de la velocidad en condiciones donde otras moléculas como el nitrógeno y el oxígeno no pueden hacerlo.

user115350
2017-01-28 01:29:36 UTC
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Existe un equilibrio entre la fuerza de gravedad y la velocidad de escape.Cuando la velocidad de escape es muy alta, la fuerza de gravedad no puede retener la partícula y la perderemos.La gravedad depende de la masa del planeta, pero la velocidad de escape depende de la temperatura.Si hay gas en Venus (¿solía tenerlo?), La temperatura es tan alta que el gas tiene una alta velocidad de escape y seguirá perdiendo gas hasta que no haya ninguno.Para un planeta que está lejos del sol (¿Marte?), La fuerza de gravedad puede ganar la batalla de que el aire puede estar muy cerca de la superficie del suelo.Si hubiera animales vivos, deberían gatear por el suelo porque la temperatura no es suficiente para que el aire suba más.

jrrk
2017-01-26 15:03:07 UTC
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Lo hace.El viento solar que consiste en partículas energéticas cargadas chocará con moléculas de oxígeno / nitrógeno y las acelerará en algunos casos para escapar de la velocidad.Afortunadamente, el campo magnético de la Tierra desvía la mayoría de estas partículas cargadas lejos de la parte gruesa de nuestra atmósfera.En ausencia de viento solar, el nitrógeno y el oxígeno tienen energía insuficiente a temperaturas normales para alcanzar la velocidad de escape.Sin embargo, el hidrógeno y el helio escapan de nuestra atmósfera rápida y fácilmente.El helio nuevo ingresa constantemente a la atmósfera como un subproducto de la radioactividad (la radiación alfa de la radioactividad es un núcleo de helio que solo necesita recoger un electrón fácilmente disponible para formar gas helio).

Su respuesta no explica la pregunta del autor.El autor preguntó por qué el vacío del espacio no succiona el aire de la tierra, mientras que su respuesta explica cómo los vientos solares derriban los átomos en la parte superior de la atmósfera.
Juan Luis Gómez González
2017-01-27 17:54:54 UTC
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Echas de menos la fuerza de gravedad.Mantiene todo el conjunto atmosférico ligado a la tierra, ya que actúa sobre cada molécula.Es interesante observar que por encima de la altitud a la que las moléculas no interactúan dentro de sí mismas en distancias mayores que lo que se llama "altura de escala atmosférica", existe una estimación teórica de partículas neutras que escapan de la atmósfera porcalcular la proporción de una especie dada con velocidades mayores que la velocidad de escape.Esta distribución se conoce como "Jeans Escape".

Se cree que algunos cuerpos rocosos de nuestro sistema solar han perdido la mayor parte de su atmósfera debido al escape de la atmósfera como en Marte, que tiene una atracción gravitacional más suave.Sin embargo, la teoría sobre esto depende en gran medida de las interacciones con la estructura interna del planeta y no es tan simple.



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