【关于849话】气体流动的原理,73的说法确实→_→
米花学园吧
全部回复
仅看楼主
level 11
GOD1412hao 楼主
1L防抽[惊讶]
2013年02月16日 07点02分 1
level 11
GOD1412hao 楼主
首先说说老头这次的错误说法“气流的方向是由高温到低温”,显然这个说法是不靠谱的。我想也木有那一本物理著作上提出过此类说法,因为气流方向压根就和气温高低无关,在正常情况下人们习惯性地用以判断气流方向的标尺是气压。举个例子,高压锅打开气阀后,气流喷出是因为锅内压力大;西伯利亚寒流是冬天西伯利亚高气压造成的。前者气流方向由高温向低温,后者气流方向由低温向高温。简单地说,如果“气流的方向是由高温到低温”的说法成立,那这世上就不会形成冷风了把。
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~~~
2013年02月16日 07点02分 7
我去,怎么又审核出来了orz 总之 好久没想物理题了,不知道有木有什么地方有纰漏的,如果有的话,还望各位吧亲指正[抖胸]
2013年02月16日 07点02分
回复 GOD1412hao :其实老贼的说法也没错,只是没说清楚,温度上确实左边比右边高,而气压也是左边比右边高,这么短的篇幅,这其实就是一个密闭系统左边输入热能右边输出热能然后问系统内部气流方向的简单问题,一开玄关门左边屋子的空气相当于体积不变的情况下加热,所以气压就上升了,大于右面的气压
2013年02月16日 08点02分
回复 GOD1412hao :所以产生了向右的气流,这是从宏观热力学来分析的,楼主的分析是从微观热力学分析的,老贼是从常识上说的,只不过篇幅太短了说不清楚,反了这么个小失误,无伤大雅……
2013年02月16日 08点02分
回复 bluecross3729 :恩 我就是说他说的结果没错,只是没说清楚所以听上去容易产生误会
2013年02月16日 09点02分
level 10
额,我记得气流的方向是高温到低温,不过我一向对不起老师
2013年02月16日 07点02分 9
level 11
GOD1412hao 楼主
end 了 好久没逛贴吧的 米花的各位还好么[Love]
2013年02月16日 07点02分 10
level 14
惊现物理帝[啊!]
2013年02月16日 07点02分 11
level 15
好久不见
2013年02月16日 08点02分 13
二哥哥么么哒[Kiss]
2013年02月16日 08点02分
level 11
1年半没碰物理了…………
2013年02月16日 08点02分 14
level 8
不明觉厉~
高二为文科党伤不起。。。
2013年02月16日 08点02分 15
level 10
膜拜大神 - -..
2013年02月16日 08点02分 16
level 12
哦天这分析真清楚,好久没涉及物理的某只居然看明白了。。
2013年02月16日 08点02分 17
level 8
厉害!文科生路过……
2013年02月16日 08点02分 18
level 13
好久不见啦[求红包]红包收的情况咋样儿?
(好吧我回帖只是来叙旧的,文科生只有围观顶贴的份儿)
2013年02月16日 08点02分 19
无忧么么哒~ 红包倒是收了不少啊,然后全充这学期的生活费了[拍砖]
2013年02月16日 08点02分
level 12
好久不见啦~~[Love]
2013年02月16日 08点02分 20
么么~[Kiss]
2013年02月16日 08点02分
level 13
文科生表示膜拜……
2013年02月16日 08点02分 22
level 14
身为理科生觉得还没学到
2013年02月16日 08点02分 24
level 10
楼主解释的好详细,我竟然看懂了大概
2013年02月16日 09点02分 25
level 10
先回复再看。
2013年02月16日 10点02分 26
level 14
高三理科生表示给跪。。
2013年02月16日 10点02分 27
1 2 3 尾页