如何得知有飛蚊之空瓶，於「加或不加蓋、有或無飛蚊」之四狀態下－其重量會否變化？

如題：一個空瓶子當中，有隻「正在飛」的蚊子，那麼它的重量，在蓋上蓋子之後，以及有或沒有這隻蚊子的這些條件變化之下，是否會有什麼變化呢？ 滿多人覺得這很難解答，但我覺得大家只是混淆了「重量」跟「質量」的概念，所以有必要先來跟大家說明一下這兩者的概念，再來解題．

首先，我們來釐清一下「重量」跟「質量」的概念－ 所謂的「質量」，即是在無重力的環境中，存有一個可被觀察或是遭受外力影響的系統或物體，而可以改變其位置的最小動力向量或是動力數值 比如說太空中存有一塊隕石，當我們最少要花１０公斤的力道才能推動它時，就代表了它的「質量」是１０公斤．

所謂的「重量」，即是在一定重力場之下，一個具有質量的系統或物體，對於作用在它身上之重力場，經過測量後所呈現的重力向量或是重力數值． 比如說地表上有袋水泥，我們把它放在磅秤上秤重時，顯示它是５０公斤，就代表了它的「重量」是５０公斤．

以這個例子來說，最基本的事實是： 一個瓶子當中除了空氣以外，還有一隻正在飛的蚊子．

而這個題目所詢問的是： 這個事實所表示的「重量」．

那麼，我們先來分離一下這個事實的各項要素，看看他們的「重量」各自為何，到最後我們再整合起來，就可以掌握到這題的關鍵了． １、瓶子、瓶蓋－可被測「重量」（透過單獨秤重） ２、空氣－可被測「重量」（透過亞佛加厥指數等方法） ３、正在飛的蚊子－可被測「重量」（因為蚊子振翅所造成的浮升力，必然相對穩定地大於其自身對應於重力的「重量」）

目前，我們可以得到一個大致的重量數值；接下來，我們要尋思： 蚊子振翅所造成的空氣擾動，是否會造成以瓶口切面為系統介面的空氣流動－有所影響？ 因為手邊資料的不足（似乎沒有人作過針對蚊子振翅所產生空氣擾動之空氣流動影響相關的實驗，不過若是愛式所撰的《 熱量的廣義分子理論 》及 Jean Baptiste Perrin (英文)所作的實驗結果中探索，或許會有所得也不一定？），所以就以下面這幾點為理由：

「瓶子相對於蚊子而言太過巨大，蚊子振翅所產生的擾流／紊流效應，實難以影響，因容納了大量、平均的空氣分子，及其所導致的氣體性布朗運動，而所引發之－瓶口穩定的氣流出入的； 且因其氣體分布及布朗運動之一致性，故其瞬時間的氣流出入，為平均之一定量－亦即為常數．」 因此我們就先大膽的假定－ 蚊子振翅所造成的空氣擾動，是不會造成以瓶口切面，為此一系統介面，其所造成的空氣流動，而有所影響的－亦即此為一 封閉系統 ．

最後，我們就會得到結論： 「因為不管有沒有蓋上瓶蓋，此一系統都處在一個均衡的狀態當中，故而無論蓋上瓶蓋與否，其重量都是一致的．（不過，蓋上的瓶蓋，還是要計算重量唷！） 惟此一正在飛的蚊子之體積及其振翅範圍所造成的浮升力，乃具有較大於同體積空氣之重量，故而其會在瓶中與否，將會影響到此一空瓶系統的整體重量．」 至少，這是我個人的觀點，或許仍有不足之處，敬請專家學者們多多指教．

來源： Andersoon Lin

2011/12/12 下午12:08　補充了「 封閉系統 」概念，感謝問題提供人 Andersoon Lin 的指教^^

2014/12/02 上午11:53　補充了此篇在 Andersoon Lin 臉書上的 備份 （連結失效）→ 備份 （雲端硬碟）。

---