作者TacoEater (铜豌豆)
看板phys93
标题Re: [问题]请各位神人帮小弟弟我神一下
时间Sun Jul 24 18:41:25 2005
※ 引述《a21091611 (Dream BIG)》之铭言:
: 视空气为理想气体
: 若地表温度T
: 给你定容比热与定压比热
: 设一莫耳空气质量M
: 给你重力加速度g
: 与气体常数R
: 求地表上高h的温度多少?
: 麻烦各位高手帮我一下
: 感激!
我到最後并没有用上“比热”的条件,分析模型相当粗糙
┌┐
└┘dh
h
──────────── 地表
首先,我在离地表 h 处取一个高度为 dh ,横断面积 A 的空气短柱
然後我们来分析一下这个短柱的质量、受力等因子...
质量 dm = Aρdh 想当然尔,这边的密度ρ不会是个常数,他应该跟 h 有关
先记下来,等下这个密度因子很可能是解题关键
受重力 F = a dm = A a ρdh 这边的加速度 a 是 h 的函数, a = g/(1 + h/R)
但是整个空气柱受力是平衡的,即“重力 = 浮力”
浮力的来源,乃源自於上下两端的压力差,假设空气为理想气体:
P M = ρ R T => dp = (dρ R T)/M = g ρdh/(1 + h/R)
解这个方程式,可以得到密度ρ对高度 h 的函数关系,
从方程式中观察,应该是呈指数分布,h 越大密度越小,当 h 无限大,则密度为零
接下来,在高度 h 的地方,我可以算出大气的压力(透过上面那条式子)
但是我还有第二种方法算出在高度 h 的大气压力。
我在距离地表 h 处画一个大球,把“在球外面的空气
重量”全部积分起来
(重量,非质量也!你要把重力加速度的变因放进去一起积分)
也就是外层大气对这个球施予的总力,来除以这个球的表面积(压力的定义)
最後,两者相等,我可以解出 T
大体上的思路就这样,但还有一件事令我有点担心:
我怕两个计算压力的方法是等价的,於是,很快乐的,你得到 0 = 0 。
(然後你普物就得零分嘛~连下学期也给你零分!XD)
反正,出了飞机大炮之後再来想该怎麽做吧...
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◆ From: 61.66.59.245
1F:推 spirithunter:好复杂~这题我求到一半喷了! 59.114.136.248 07/24
2F:→ spirithunter:可以设他的密度是均匀吗? 59.114.136.248 07/24
3F:推 TacoEater:不行,那会让你死得更难看... 140.116.71.44 07/25
※ 编辑: TacoEater 来自: 61.66.59.245 (07/25 19:02)