作者mantour (朱子)
看板Physics
标题Re: [问题] 混合气体的分布情况
时间Fri Dec 26 12:42:52 2008
※ 引述《ruthenium (蓝色的忧郁)》之铭言：
: 若将氢气、氧气混合在保特瓶中，则氢气、氧气会混合均匀吗？
: 我的想法是因为两者的动能相等(等温)，所以分布状况应是均匀混合，
: 这样想对吗？是不是该考虑重力的问题？？
事实上两种没有交互作用的气体在同一容器中可以当作独立分布，互相不影响
考虑重力的话，单一气体在瓶中的密度分布本身应该符合波兹曼分布
n = n(0)e^(-mgh/kT) = n(0)e^(-Mgh/RT) ， M是气体的分子量，R是理想气体常数
也就是说，分子量大的气体，受重力影响造成的垂直密度变化会比较大
例如，平均浓度如果都是10^5 molecule/cm^3
氢气的浓度在瓶口也许是 9.995*10^4 ，而在瓶底是 1.002*10^5
而氧气在瓶口可能是 9.98*10^4 ， 而在瓶底是 1.01*10^5
(上面的数字是随便举例的，可以自己算算看)
也就是分子量大的，上下的浓度差就会较大
造成的结果就是在瓶底处氧气的分率比较大，瓶口处氢气的分率比较大
但是因为g/RT是个很小的系数
其实以一般容器的高度(h)实际去算的话
因为重力所造成的垂直密度差异几乎是可以忽略的
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◆ From: 140.112.213.158
1F：推 chester1109:原来Boltzmann可以这样用，学到一招 受教了 12/27 00:38
2F：推 Frobenius:推好文～ 12/28 10:45