理想气体状态方程的问题和思考

• 作者: 周耀明 王威 邵行来
• 来源期刊: 天文与天体物理
• 学科: 教育
• 关键词: 气态方程 自由空间 空气密度 星球物质
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 页码范围: 15-20
• 页数: 6页
• 分类号: G6

摘要

理想气体气态方程 早已成了物理课程的基本常识和必须遵守的物理公式,但在大气的自由空间里气体体积是不能固定的。这时的空气密度 ,与压强成正比,这就会与一些现象发生矛盾。本文用海拔高度H代替压力P得出了自由空间空气密度 ,说明空气密度随海拔高度的升高而成倍地增加,并与温度成负相关关系。同时认为,自由空间的空气应该从压力高的地方向压力低的地方聚集,也就是海拔越高、压力越低,空气密度越会增加。由气态方程推导出空气密度计算公式,计算出12千米高度对流层顶的空气密度比标准大气压的ρ0增加了15倍,1000千米的散逸层则增加了187倍。当然,这一结论与“海拔越高空气越稀薄”的基本常识相反!这或许是因为我们忽略了天然丰度为99.985%的氕这种物质所致。因此,推论大气空间任何物质最终都可能分(裂)解成最简单的物质--氕(H、“质子”),并在电离层失去核外电子而成为“中子”,然后“逃逸”到宇宙空间以新的方式和形式组成新的物质和星球。这也许是地球上的物质通过大气与宇宙星球进行物质交换的一个途径。