为什么要穿宇航服

更新于 2026年10月10日 版权声明

为什么要穿宇航服

自古以来,每当皓月当空,便会有很多人遥望明月,讲起月宫中美丽的嫦娥仙子,吴刚砍桂树,玉兔捣药的传说。你是否也好奇过月球上是否有人类的存在呢?实际上,科学高度发达的今天已经证实了月球周围没有空气,月球上也没有水。缺少了动植物和人类赖以生存的水、空气,哪里会有生命呢?有同学会问我们的登月科学工作者携带了充足的氧气和水,是不是就能适应月球这寂静的环境了呢?答案是否定的。我们知道空气对地球上的生命不仅仅是供氧的作用,空气对地球表面的物体有着不可忽视的压力,只是我们长期生活在地球上,已经适应了。一名优秀的游泳运动员,在几分钟内不呼吸还不成问题,但如果没有大气压力,恐怕连几秒钟也生存不了。月球上没有空气,人体也就失去周围空气的压力,无法生存。

科学家们通过计算得出大气的压力大约是1千克/平方厘米。这就意味着,无论什么物体的表面,每平方厘米面积上都要承受约1千克的大气压力。如果房屋屋顶表面积是40平方米的话,大气作用在这个房顶上的压力可以达到400吨。在这么大的压力之下,房屋为什么没被压塌呢?这与马德堡半球合在一起没有抽去里面的空气是一个道理——房屋内外都有空气,房顶的上下都受到大气压力因而互相平衡,房屋当然安然无恙。

一般认为,标准的大气压是1.0336千克/平方厘米。一个成年人的人体总共要受到12~15吨的大气压力。但是由于大气压强总是从各个不同的方向作用与同一点的,并且大小相同,每两个大小相同的压力便相互抵消,所以人体才感觉不到那么大的压力,但它是实实在在存在着的。

就拿呼吸来说,当吸气中枢兴奋时,通过膈神经使胸腔和腹腔之间的横膈肌肉收缩,胸腔容积扩大,肺气泡也跟着扩大,使其中的气压下降,并低于外部大气压。于是外界空气在大气压的作用下,从鼻孔和嘴流进肺部,进入肺气泡。呼气的情况正好相反,由于胸腔容积缩小,肺内空气收缩,内部压强大于外部,气体便从肺里呼出来。

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带着大气压的宇航服

在雷雨之前,由于气压的下降,人们常会出现胸闷、头昏和情绪烦躁等症状。另外,在人体的股骨和髋骨之间有一个没有大气的空腔,空腔内不存在向外的作用力,于是股骨就靠外部大气压紧紧地压在身体上,使我们抬起腿走路不觉得费力,行走自如。

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宇航员登月

如果人到了大气压力极低的环境里去,这时,体内的压力大大超过环境施给人的压力,将会发生组织破裂,造成人身死亡。所以人失去空气的压力,将无法生存。可以想象到,穿一般的服装到月球上去探索、旅行,结果必是悲剧,一事无成。因此,为了保证宇航员在月球上的正常生活,完成探险和考察的重任,需要给他们穿上一种特制的服装——宇航服,它的里面充有一个大气压,穿上这种农服,字航员就可以正常生活和工作了。(https://www.daowen.com)

[举一反三]

1.气压保温瓶是怎么把水“压”出来的?

答案:向保温瓶压入空气时,使保温瓶上面的空气压力增大,当这部分空气产生的压力大于外部的气压及由于保温瓶内外水面高度差产生的水压之和时,水就从保温瓶流出了。

2.拔火罐为什么会“吸”在皮肤上?

答案:拔火罐原理:用点着的酒精棉球(一点儿卫生纸也可以)加热拔火罐里面的空气,空气受热膨胀,趁热把拔火罐压到要治疗的皮肤上,待里面的空气自然冷却后,会由于空气体积缩小而使得拔火罐内外产生压力差(内部压力小于外部自然气压),于是靠着自然气压就把拔火罐紧紧地压吸到了皮肤上。

图示

吸在皮肤上的拔火罐

3.足球中的“香蕉球”是怎么回事?

如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。

为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是拔脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小(伯努利方程)。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。

乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样。

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