关於气体压强的问题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/10 10:19:17
教课书上都说气体的压强产生至气体分子的无规运动时,分子与器壁之间的碰撞,但我还是有几个问题想不通

1) 分子碰在器圣壁时,是不是会捐失部分能量?而损失的能量会被器壁吸收吗?这样分子不是经过若干次与器壁的碰撞后就会失去大部分的能量而减速?要是这样的话,压强是不是会慢慢降下来?器壁为甚麼不会发热?

我是在想,如果分子在与器壁碰撞后真的损失了能量,是不是在与其它分子碰撞时会从其它分子身上补充一定的能量?要是这样,气体的总能量总会下降吧。想不通,请高手解惑

2)我们说分子与器壁碰时产生了压强,请问这个压强是紧紧指器壁上单位面积受到的压力吗?还是说所有容器内的分子都受到这样的一个压力?为甚麼呢?

3)书上都说大气压是重力产生的,但我想不明白的个中的机理是怎样的。有人说大气压产生的机理还是分子的自由运动,但如果要考虑重力,分子运动就不完全是自由的了,对一个一定高度的容器而言,位於高处与低处的气体分子受到的重力作用是不同,其速度分布也不同,所以在容器顶部的分子与器壁碰接的程度和容器底部的分子与器壁碰撞的程度也不相同,他们产生的压强自然也不同了。但有人说容器的高度太小了,在顶部和底部的分子受到的重力作用之差可以忽略,但如果是这样说,但起不又跟"大气压是由重力产生"这一说法有矛盾?

我是个业余物理爱好者,平时都是自学物理的,有很多概念都不懂,请大家指教。

第一个问题,
这个问题好深哦,但是从基本的能量角度来看,微观世界里,分子 原子的动能和 热运动 密切相关,换句话就是有热就有温度,你说气体的分子有运动,撞击了器壁,但是器壁上的原子也有运动,而且更剧烈,只是他们之间的吸引力作用使他们不能走出原子阵列,你也可以想象成器壁的原子在它固有的位置上高频的做振动运动,这样也是能撞击气体的分子并且给他能量的,实际上,当气体在容器中达到平衡的一个特征是器壁温度和气体温度相等,也就说在相同的温度状态下两个微观状态的临界处的热运动是达到平衡的,意思是谁都不会给谁在整体的角度上多传热或其它形式的能量(指和动能有关的其它能量)举个例子,如果一个钢罐的温度比内部存放气体的温度高,那显而易见的,内部气体的体积要膨胀,因为钢罐的体积一定,自然压强上升,说明因钢罐原子的热运动比气体分子的热运动剧烈导致气体分子的运动加剧。
另一方面,高压气体或稀有气体放在气罐里长时间后的确有内部含量下降的现象,原因不仅仅是因为不密封,因为原子间也有空隙,所以气体分子是可以通过器壁对外进行扩散的。然后因含量的下降导致气体的压强的下降,当然这个气体扩散是个很复杂的问题,不同条件下不同温度下,都有不同的情况,因为气罐外面的大气也可以往气罐里扩散,我只是举个例子而已,现实中一个生动的例子是气球时间长了会扁
2,第二个问题,各处的压强都是一样的,如果深追究的话,是同一高度上的压强是一样的。情况和流体类似,在流体内部,同一高度下流体压强是相等的。流体的另一特性是,可以等值传递压强。因为气体密度小,在高度范围很小情况下,因重力场产生的影响可以不计,所以早小容器里各处的压强是相等的。在没有重力影响下,如宇宙中有无限大的容器,只要气体温度相等,处处压强相等。
3,第三个问题, 第一第二个问题理解了,这个问题就明白了,那人说的对,地球大气的大气压是由分子的自由运动和地球的重力场共同作用产生的结果。因为分子也是有质量有重力的,所以会像地球表面富集,造成了分子密度从地球表面随着高度的增长而减小。导致其分子撞击的几率减小,碰撞的剧烈程度减小。压强就减小。真是状态下,如气罐,他的气体密度分布因高度变化很小,所以个高度下的压强差可以忽略,看成处处相等。在压强分布方面有个类似的例子,如测大气压的那个液柱试验,就可以看出密度大的流体内部的压强随高度的变