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想要求一個人的精確體積。
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  • 1 # 諸艾文

    其實方法有很多,這裡介紹兩種。一種是初中水平的方法,但是準確度會差很多。一種是高中/大學水平的方法,需要一點點數學知識,但是準確度會高很多。

    1,排水法。

    沒錯,初中級別的,最最簡單的方法,排水法。

    找一個大水池,裝滿水,並確保溢位的水可以被完全收集。把待測人緩緩丟入水中,收集溢位的水,測量溢位的水的體積。排開水的體積就是這個人的體積了,沒毛病。

    這個方法很簡單,上過初中物理課的人都能想得到。但是與之對應的,其準確度是很有限的。最簡單得想,這個人下水的時候是吸飽了氣再強行沉下去的,還是把氣吐出來再沉下去的?這一來一去就差出一個肺活量的體積了,大概4升上下。再者,如何才能讓人保持足夠靜止,使得又攪起的水波不會帶走太多水,帶來誤差?如果是成年人,我們告訴他,你不要動,死都不要動,那還有一丟丟希望。但如果是小孩呢?威逼利誘使之聽話?那嬰兒呢?

    為了解決這些問題,我們就要引入第二種方法。

    2,排氣法。

    裝置示意圖如上。在一個密閉的腔體上,裝上一個壓強計,一個溫度計,以及一個截面面積確定的活塞。

    原理呢,就是最簡單的理想氣體方程:pV=nRT。即,壓強 * 體積 = 氣體的量 * 理想氣體常數 * 溫度。

    把人關進去之後呢,腔內腔外就不會有氣體交換了,前後的氣體的量就一定了。

    改變活塞位置,就改變了腔內的氣體的總體積,我們會得到一個體積變化的量,即△V。

    再測量兩個不同活塞位置下,腔內的溫度和壓強,我們就可以透過數學方法,計算得到人體的體積。

    p1 * V = nR T1 .......(1)

    p2 * (V + △V) = nR T2 ........(2)

    p1, p2, T1, T2, △V 都可以測得,剩下的V和n兩個未知數,就可以從這兩個方程中解出來。然後再由腔體內總體積減去這個氣體體積,就得到了人的體積。

    這個方法非常準確,基本上不受待測人運動的影響,換言之測個小貓小狗小屁孩什麼的都沒問題,丟進去就能測。而且不會有危險,排水還可能一不小心溺水死掉不是麼。而且不會受到呼吸的影響,你吸氣或呼氣,測到的結果是一樣的。而且不會像排水法一樣有“沒測到的”,比如咯吱窩裡留了一個氣泡導致你胖了一圈之類的~簡直是居家旅行必備良方。

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