中国紫薇斗数:气体分子作无规则运动为什么会热对流

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/05/07 18:43:43
气体分子作无规则运动但为什么还会热对流。气体分子受热动能会变大,由于气体分子作无规则运动,气体分子不是会分散掉吗,这样体积也谈不上什么变大,密度也不会变小。为什么别人总说气体受热体积变大,密度变小,从而得出热空气会上升?希望各位网友能帮我从分子的角度来分析。我希望知道在气体受热后,气体分子是如何升空的。最好能有图片哦。
谢谢。

我想,你的疑问恐怕是因为你的思维里没有建立起一个宏观模型,而仅仅是一个微观模型而已,而且你也没有完全理解气体的扩散现象,而把气体的扩散现象与气体对流现象搞混乱了。
气体的扩散现象是指,空气中的各个部分的成分含量不均匀的时候,即使温度不变也会发生扩散现象,即某种气体成分,从含量高的地方向含量低的地方迅速地扩散。
而气体的对流现象则不然,假如空气中的成分均匀分布的话,即各部分的成分比例相同的情况下,那么虽然从总体来看,所有气体分子都是作无规则运动,但是由于气体分子间的相互碰撞和分子间的作用力影响,每个分子运动的范围都是有限的,只是能量高的分子的运动范围大一些,也就是说:
1,即使空气中某部分的气体内能高,该部分内的气体分子也是不能扩散到其它部分的,只能够通过分子的碰撞和分子作用力来传递能量,从而发生热传递作用;
2,而又由于前面所说,分子无规则运动的范围和分子内能大小有关,分子内能大,则其运动范围就大,因为气体高温部分的分子平均来说,都比其它部分的其他的分子大,平均来说,高温部分的分子的运动范围也比其他部分的大,因此高温部分的体积就比其它部分的大了;
3,体积变大,而其所包含的气体的质量没有变化,因此由密度的定义可知,高温气体的密度变小了;
4,由于其它部分的其他温度较低,气体分子内能小,运动范围小,密度大,因此高温气体在低温气体中,就会由于浮力作用而上升。
注:要理解这个问题,不要从小部分来思考、建立模型,一定要从从大部分来思考建立模型。比如,假如你从小范围来思考、建立模型,很容易就会陷入这样的死胡同:空气受热膨胀,不也会压缩其他部分的气体吗?但是,你要知道,这不是在一个小范围的密闭的空间内进行的,而是在开阔的,大范围内的大气层内进行的,一小部分气体的膨胀,对整体的大气的压缩可以说是微不足道的。

另外,不好意思,没有这方面的图片。

气体的扩散现象是指,空气中的各个部分的成分含量不均匀的时候,即使温度不变也会发生扩散现象,即某种气体成分,从含量高的地方向含量低的地方迅速地扩散。
而气体的对流现象则不然,假如空气中的成分均匀分布的话,即各部分的成分比例相同的情况下,那么虽然从总体来看,所有气体分子都是作无规则运动,但是由于气体分子间的相互碰撞和分子间的作用力影响,每个分子运动的范围都是有限的,只是能量高的分子的运动范围大一些,也就是说:
1,即使空气中某部分的气体内能高,该部分内的气体分子也是不能扩散到其它部分的,只能够通过分子的碰撞和分子作用力来传递能量,从而发生热传递作用;
2,而又由于前面所说,分子无规则运动的范围和分子内能大小有关,分子内能大,则其运动范围就大,因为气体高温部分的分子平均来说,都比其它部分的其他的分子大,平均来说,高温部分的分子的运动范围也比其他部分的大,因此高温部分的体积就比其它部分的大了;
3,体积变大,而其所包含的气体的质量没有变化,因此由密度的定义可知,高温气体的密度变小了;
4,由于其它部分的其他温度较低,气体分子内能小,运动范围小,密度大,因此高温气体在低温气体中,就会由于浮力作用而上升。
注:要理解这个问题,不要从小部分来思考、建立模型,一定要从从大部分来思考建立模型。比如,假如你从小范围来思考、建立模型,很容易就会陷入这样的死胡同:空气受热膨胀,不也会压缩其他部分的气体吗?但是,你要知道,这不是在一个小范围的密闭的空间内进行的,而是在开阔的,大范围内的大气层内进行的,一小部分气体的膨胀,对整体的大气的压缩可以说是微不足道的。

有氢键作用.