La presión es “observable”, es una densidad de fuerzas por unidad de área, y esta “observable” existe tanto en física clásica como en mecánica cuántica.
En relatividad general, la presión se refiere a los componentes espacio-espaciales del tensor de energía de estrés [matemática] T _ {\ mu \ nu} [/ matemática].
Entonces, no hay nada específicamente clásico o mecánico cuántico sobre la presión en general, al igual que no hay nada específicamente clásico o mecánico cuántico sobre la posición o velocidad de una partícula.
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Otra pregunta es de dónde proviene la presión de cosas particulares. La presión de algunos gases resulta de la reflexión de las moléculas de gas desde las paredes. La física clásica es suficiente para calcularlo bien, si el gas es casi ideal, y usted descubre que la presión obedece [matemática] pV = nRT [/ matemática] etc.
Sin embargo, los líquidos y los sólidos son casi incompresibles. Incluso si cambia un poco sus volúmenes, es posible que necesite grandes presiones para hacerlo. ¿Por que es esto entonces? En otras palabras, ¿por qué son casi incompresibles?
Ahora, sí, la respuesta es la mecánica cuántica. Los átomos no quieren exprimirse mucho más que “un núcleo por radio cúbico de Bohr”, por así decirlo. Esta “densidad universal de materia sólida” es el resultado de varios fenómenos:
- Repulsión electrostática que intenta mantener los electrones en la órbita.
- El principio de incertidumbre que encuentra un equilibrio entre el deseo de tener baja energía cinética (y momento) y energía de bajo potencial (uno quiere estar cerca del núcleo), mientras que la incertidumbre de la posición de los tiempos de momento no puede caer por debajo de la constante de Planck. El punto ideal hace que la función de onda de los electrones se extienda alrededor del “radio de Bohr”, el tamaño habitual del átomo.
- El principio de exclusión de Pauli que evita que los átomos se superpongan, etc. porque los electrones ocuparían (casi) el mismo estado y está prohibido: solo puede haber un electrón por estado. Entonces, la impenetrabilidad de la materia se debe en última instancia al principio de exclusión de Pauli. La materia bosónica podría condensarse más densamente.
Por lo tanto, estos fenómenos físicos implican que la presión dentro del material aumenta rápidamente si intenta exprimir sólidos y líquidos en volúmenes demasiado pequeños. Pero por qué existe la presión depende del entorno más amplio de su experimento. Hay medidores de presión debajo de la superficie del océano debido a la gravedad del agua adicional (más la atmósfera) además de eso. La fuerza, cuando se divide por el área, te da la presión, y los fenómenos físicos después de las balas de arriba te permiten calcular el volumen que ocupará la libra de agua: será mayormente independiente de la presión.
