坐蹦蹦車時肚子有些餓,於是從背包內拿出小餅乾打算充飢,沒想到竟然發現餅乾『膨包』了。
一般來說,如果食物的包裝有膨脹的現象,通常都是食物腐敗而產生的氣體造成的,可是這膨脹的餅乾包應該是高山常見的現象,上一次在清境農場也有類似現象發生。
到了太平山莊後
販賣部的零食也有同樣的情形
其實這『膨包』的現象,可以用著名的『波以耳定律』來解釋
所謂的波以耳定律(Boyle’s
law)就是在固定的溫度下對氣體施加壓力,氣體的體積與施加的壓力成反比。
用數學式來表示就是 P1V1=P2V2
一般平地的氣壓若以 1013.25hPa 計算,太平山莊標高約1950公尺,氣壓按每上升10公尺下降1hPa計,可求得該處氣壓比平地低195hPa即818.25hPa。
假設 P1 V1
是平地的氣壓和零食包裝的體積
P2 V2 是太平山莊上的氣壓和零食包裝的體積
我們可以得知:
1013.25*V1=818.25*V2
V2/V1=1.238
也就是說零食包裝內的氣體(氮氣)體積約莫會比平地增加 1/4
的體積。
難怪高山上洋芋片的包裝看起來都像個氣球似的。
以下影片可以說明氣球體積與壓力的關係。
第一段:拉動白色的抽取器會將罐內空氣抽出,造成罐內氣壓下降,紅色氣球體積變大;洩氣鈕一拔開,空氣進入罐內,會使罐內氣壓上升,紅色氣球體積變小
第二段:按壓黑色的氣球會使罐內氣壓上升,綠色氣球體積變小;蓋子一拔開,高壓空氣洩出,罐內氣壓下降,綠色氣球體積變大。
下列影片說明溫度對氣體體積的影響:
將綠色氣球浸入 -196℃
的液態氮中(溫度降低),氣球表皮馬上皺了起來,顯示氣球內部氣體體積縮小,而一離開液態氮,將氣球提至空中(溫度升高),氣球慢慢恢復飽滿的模樣,顯示內部氣體體積體積變大。
由此可知,相同壓力下,溫度越低,氣體體積越小。
下面兩部影片說明了氣壓與氣球體積的關係,以及香菸無法點燃氫氣球(沒想到吧?),非常有趣,值得一看。