多种密度不同的混合气体是否会像液体那样分层?
民科吧
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朝日奈 楼主
空气中的氮气和氧气以及其他比如二氧化碳等气体的密度其实都不同,理论上是应该要分层的,但由于日常生活中空气受到的扰动太大,而且这几种气体密度相差并不太多所以没有表现出分层。
那么如果是分子质量相差很大的混合气体,并且处于压缩状态,在封闭的压缩钢瓶内不受外界干扰长时间摆放,内部气体是否会明显分层?比如纯度不高的氦气钢瓶,其内部杂质比如氧气和二氧化碳都堆积于瓶子底部?所以这瓶氦气的纯度在一开始使用的时候很高,然后随着氦气越用越少,其纯度就会越来越低?
2019年07月08日 20点07分 1
level 14
以后上课认真听讲
2019年07月08日 21点07分 3
level 11
初三分子热运动,请
2019年07月09日 02点07分 4
level 14
理想气体的话,在重力下会按照玻尔兹曼分布来分布,比较重的随着高度的增加,减少的会更快。但是并不会分层,高度低的地方什么都有,高度高的地方小质量的多,比例不一样而已
2019年07月09日 02点07分 5
所以还是会有浓度梯度的对吧?那么是否分子量差别越大,就越会趋向于一个清晰的分层?
2019年07月09日 03点07分
@朝日奈 没有分层,还是混在一起的
2019年07月09日 03点07分
@ºbt教教主º 所以不能说分层这个词。只能说浓度有变化对吧
2019年07月09日 03点07分
2019年07月09日 03点07分
level 8
朝日奈 楼主
鉴于很多人都觉得这只是个中学物理问题,我来说一下这个问题究竟复杂在哪里。如果不考虑重力,那么多种不同的理想气体混合达到热力学平衡后,其粒子速度分布函数都会服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布。所以是均匀混合的。但如果考虑了重力,那么分子量更大的粒子在碰撞期间受到的重力会更大,这就形成了不同粒子的速度分布函数上的差异。所以在空间中的每个点,每种气体都可能会有自己的速度分布函数,也就是玻尔兹曼方程的解。当然这已经远超出中学物理了。
所以我觉得分子量大的气体可能会在跟下方的位置浓度更高。我的问题是实际情况下,这个效果会有多明显。比如在一个钢瓶内的氦气混有杂质。在刚开始使用的时候其氦气纯度是否会偏高而在即将用完的时候纯度会明显降低?
2019年07月09日 03点07分 6
实际上是有的,溶液就有类似的效应,但是很不明显,所以基本可以忽略
2019年07月09日 04点07分
@民科祖宗 但是对于精密的实验是挺明显的。我主要是因为同一瓶气在刚开始用的时候和即将用完的时候,放电的可见光谱有变化。而且明显到根本光谱都不用测,用肉眼看都能看出颜色不对。所以我才怀疑气体纯度是否会越用越低。应该不是其他设备的问题。
2019年07月09日 05点07分
level 13
会,在使用gcms时,气瓶底部的气就是不太好用。具体而言是仪器性能下降,多明显不好说,可以感觉出来峰形变差,调谐参数也不是很好。
2019年07月09日 03点07分 7
分层应该不至于,纯度会变差
2019年07月09日 03点07分
level 8
气流和布朗运动碾压了分层的倾向,,,除非温度很低[你懂的]
2019年07月09日 09点07分 9
level 3
理论上也不会分层,这是中学物理的分子热运动部分
2021年12月21日 12点12分 12
level 6
瑞利~泰勒不稳定
2021年12月21日 13点12分 13
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