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那么是不是说849话的气流方向就错了呢,也不尽然。
首先我们来看看房间的布局,下图为根据849话所述抽象出的简化后的房间模型。

一个基本的概念,如果我们把大气分子视为理想气体模型,那么有气体的压强p∝n*δ(其中n表示某一时刻受压面上单位面积发生碰撞的数密度,其值正比于气体数密度α;δ表示每个气体分子所具有的平均动量,其值正比于气体的温度,是分子热运动的体现)。一开始,房间情形如上图所示,卧室门没有关闭,屋内气流稳定,我们可以假定此时整个气体体系处于平衡,即气体运动可以忽略,即屋内外各自的气体分子数近乎保持不变。取两者的界面处(窗)为参考,单位时间交换的气体分子数N=n*P(P为气体分子穿过界面的平均概率,其值正比于δ)。由于由外到内的N0与由内到外的N1相等,即n*δ相等,即此时p1=p2=p0.由理想气体模型p=αRT,且室内温度高于室外,即室内α小于室外。
后来大门突然打开,体系平衡被打破,在大门处气体分子间发生了迅速的热交换,使得在大门处δ外升高,δ内降低,此时大量气体分子进入室内,形成大门向屋内的气流。
当然这样一来,气流方向是解决了,可是这还是不足以解释849话的现象,门是砰的一声关上的,说明气流速度相当快,这又是为什么呢?
如果我们将整个房间内的气体看做是一个整体,在开门的瞬间,在大门处受到一个向右的力(当然由于室内温度的降低,不可避免地窗处也会有一个向左的力,但由于窗处面积小,且窗边空气降温相对门边要缓慢得多,这个向左的力可以忽略),根据物体运动和受力关系,整个体系的质心应该右移。而有趣的是,当你再来分析系统内部时,由于温度下降速率不均一,在变化过程中显然温度左低又高,这样似乎又造成了左边的数密度增大的趋势,将气体分子视为质量均一的质点,就会得出气体内部质心有左移的趋势。这难道是说我们之前的分析出错了么?非也!恰恰是因为这个原因,气体分子为了抵消掉由于数密度变化而造成的质心左移趋势,保证质心右移,使得更大量的气体分子右移以填补数密度降低产生的空缺,从而在卧室门处产生了一个很强的向右的气流,最终砰的一声将门关上了。
至此,这个关于房间气流的问题圆满解决了,总的来说,73的手法还是很精妙的,就是原理解释得略坑爹哈~~~