Q & A: mikä aiheuttaa ilmanpaineen?

Monet kausaalisuutta koskevat kysymykset herättävät filosofisia kysymyksiä, koska kausaalisuuden merkitys ei ole kovin selvä.Tässä tapauksessa uskon, että meillä kaikilla ei ole mitään ongelmaa ensimmäisen väitteen kanssa, joka on vain empiirinen tosiasia. Toinen väitteesi on myös melko kiistaton, sillä jos otat ilmamolekyylit pois niin paine häviää ja jos pidät saman tiheyden mutta annat niiden liikkua hitaammin niin paine pienenee. Itse asiassa voisi sanoa, että liikkuvat ilmamolekyylit ovat paineen välitön syy.
Kolmas väite on siis se, joka häiritsee sinua. Ilmakehän paino ei ole aivan yhtä välitön syy paineelle kuin paikallinen ilmakehä. Jos poistaisit nopeasti kaiken ilmakehän vaikkapa 1 km:n yläpuolelta (vrt. Spaceballs), kestäisi vähän aikaa ennen kuin paine täällä alhaalla laskisi. Käytännössä mitään vaikutusta ei havaittaisi ennen kuin aika on 1 km/(äänen nopeus) tai noin 3 sekuntia. Silti, jos paino poistettaisiin melko pian, paine täällä todellakin laskisi, joten voidaan sanoa, että paino aiheuttaa paineen. Perusasia on tämä: Yläpuolellamme olevaan ilmapatsaaseen kohdistuva nettovoima on tasapainossa nolla. Siihen kohdistuva alaspäin suuntautuva voima on vain painovoima, sen paino. Ylöspäin suuntautuva voima on vain täällä alhaalla olevan ilman paine kertaa pylvään pohjan poikkipinta-ala. Paino siis määrittää paineen, tasapainossa, vaikkakaan ei aivan välittömästi.
Mike W.

(julkaistu 11.01.2013)