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马德堡半球在太空中,是否能轻而易举打开?看NASA曾犯的错!
在初中的物理书上我们都看到过这样一个实验叫做马德堡半球实验,其实这个实验是由当时马德堡的市长,也是德国的物理学家所进行的一个实验,这个实验的出现也证明了地球上大气压的存在,在一个直径约为0.36米的铜球当中,将内部的空气抽干,让它处于真空的状态,两边各有8匹马,用这16匹马把真空吸在一起的铜球所拉开。那么这16匹马用了多大的力量才把马德堡半球拉开的呢?
假如这个球是在真空的状态之下,拉开这个铜球大约需要2万牛顿的力量,而这16匹马只需要稍微的用力就可以把马德堡半球打开了,如果马德堡半球更小一些,用一个人的手就可以把它撕开。其实验证大气压还有一个非常有趣的方法,把双手合在一起,手掌心旋转,然后打开的时候就会感觉到大气压的存在。
有人提出了一个比较有趣的猜想,马德堡半球结合在一起的时候是大气所给予的压力,如果把它放在真空的环境当中,是不是轻而易举的就可以把它打开了呢?把马德堡半球放在太空当中,有两个方法,一个是在国际空间站当中,另一个是直接地把它暴露在太空的真空环境当。
其实在国际空间站里面,也依旧是一个标准大气压的环境,在这样的环境下想要把马德堡半球打开并不容易,但是在太空真空的环境当中则不同,马德堡半球可以轻而易举的就被打开了。在理论上来说是这样的,但是我们却忽略了一个致命错误,NASA在曾经实验的时候就出现过,早就已经有了前车之鉴,正是由于这个致命错误,差点导致伽利略号探测器报废,这到底是怎么回事呢?
在太空当中有一个非常神奇且有趣的现象叫做冷焊。大体的过程是把两个表面非常光洁的金属面,在太空当中放在一起的时候,两者就会连接在一起。伽利略号木星探测器,在1989年被送入太空之后,NASA发现了一个非常严重的问题。探测器传输数据的天线无法将其打开,工程师在进行深入分析之后,认为导致这种现象的原因是金属直接的接触,而导致冷焊现象的出现。也就是说两个金属面完整的粘合在了一起,想要打开它是并不容易的。
有人认为可以利用这种冷焊的方式将金属物固定在一起,但是对于地球上的我们来说,将金属物周围的环境,用抽真空的方式进行,成本太过于高昂了,所以这样的方式也一直没有工业化。对于马德堡半球实验,你有怎样的看法呢?
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