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为什么地球上的空气不会逸入太空?

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online_member 发表于 2023-2-23 17:53:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
有的答主说会有泄漏情况只是很慢,那么请问为什么很慢?地球空气的总量一定,总有泄漏完的一天?
online_member 发表于 2023-2-23 17:53:56 | 显示全部楼层
如果我们的大气层是由气体组成的,为什么它不飘到外太空呢?大气化学家科拉·杨解释道。
online_member 发表于 2023-2-23 17:54:23 | 显示全部楼层
如果地球上的空气流失到太空中,那么会发生什么?神奇的事情将发生?
online_member 发表于 2023-2-23 17:54:40 | 显示全部楼层
被地球引力吸引
online_member 发表于 2023-2-23 17:55:12 | 显示全部楼层
我们拿出来空气中的一种成分——氧气,和另一种氢气来分析这个问题。
已知氧气和氢气的摩尔质量分别为,

为什么地球上的空气不会逸入太空?509 / 作者:哈哈小强呀 / 帖子ID:113020

为什么地球上的空气不会逸入太空?994 / 作者:哈哈小强呀 / 帖子ID:113020

选定普适气体常量和零摄氏度,按以上数据可分别计算出氧气和氢气的平方根根速率为

为什么地球上的空气不会逸入太空?701 / 作者:哈哈小强呀 / 帖子ID:113020

为什么地球上的空气不会逸入太空?356 / 作者:哈哈小强呀 / 帖子ID:113020

计算表明,在时,氧气和氢气分子的平方根速率比同温度下空气中声音传播速度(332m/s)还要大.
应该注意,不论对哪一种气体来说,并不是全部分子都是以它的平方根速率在运动,实际上,气体分子各以不同的速率在运动,有的比平方根速率大,有的比它小,而平方根速率不过是速率的某一统计平均值而已。对平均速率和最大速率也应作相仿的理解.
当代宇宙学认为宇宙中原始的化学成分绝大部分是氢(约占总质量的3/4)和氦(约占总质量的1/4)。但是,现在地球大气层里几乎没有氦气和氢气而富含有氧气和氮气,为什么?
粗略考虑一下,大气分子一方面做热运动,具有动能,使气体分子散逸,另一方面又受地球引力的作用,该作用阻止气体分子逃出大气层。这两个过程相互制约,但对于不同的分子效果不同。
气体分子能够摆脱地球引力作用扩散到太空中去所具有的速度叫逃逸速度。
其大小可通过分子热运动动能等于相对无穷远的引力势能求出。
把气体在大气中的逃逸速度与方均根速率数值加以比较,便可对上述问题加以说明,二者之比为

为什么地球上的空气不会逸入太空?274 / 作者:哈哈小强呀 / 帖子ID:113020

将地球质量和相应气体的摩尔质量和公式中的常量数据代入上式,得各种气体的K值
氢气:5.88
氧气:23.53
水蒸气:17.65
氦气:8.32
氮气:22.0
氩气:26.31
二氧化碳:27.59

比值K越小表明引力势能越小,分子较容易逃脱地球引力场空间,扩散到太空中去,于是经过几十亿年演变,地球大气层就保留了含有大气质量约 23%的氧气和约占大气质量 76%的氮气。而氢气和氦气几乎就没有了。所以目前而言,空气中的主要成分都是K值较大的,不容易飞离地球。但是我们这里用的是平方根速率,根据气体分子运动理论,总有无规运动速度反常高的粒子存在,这些粒子仍然有可能逃离地球引力场。不过从整体上看,大气层还是“安稳”地处在地球的上方的。

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