§12.3理想二氧化碳的浮力公式

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理想二氧化碳的微观模型：满足下述条件的二氧化碳被称为理想二氧化碳.

(i)分子可视为物体:分子大小为d~10-10m;而分子间的距离为d~10-9m.

(ii)除碰撞顿时外2023理想气体压强公式,分子间无互相斥力；

(iv)单个分子的运动遵循精典电学的规律.

(iii)分子间的碰撞可视为完全弹性碰撞；

理想氢气被看作是自由地、无规则运动着的弹性球分子的集合.

当分子做无规则的热运动达到平衡状态时,整个二氧化碳具备一定的湿度和浮力.

理想二氧化碳的浮力与分子的热运动有哪些定量的关系?

理想二氧化碳物态式子:

1

浮力:单位面积上所遭到的正压力.

§12.3理想二氧化碳的浮力公式

一、气体浮力的地理意义

二氧化碳的浮力是如何形成的?怎么估算或检测?

二氧化碳的浮力,是指二氧化碳作用于器壁单位面积上的压力.

而二氧化碳作用于器壁上的压力就是大量二氧化碳分子与器壁碰撞所形成的力,如下图所示.

二、理想二氧化碳的浮力公式

设半径分别为x、y及z的长方体中有N个同类的二氧化碳分子,每位分子的品质为m.估算器壁上所遭到的浮力.

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S

F

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§12.3理想二氧化碳的浮力公式

1.一个分子对器壁形成的压力

如图所示,估算器壁面A1所遭到的浮力.

如图所示,容器中有N个分子,估算第i个分子对器壁A1形成的斥力.

i

如图所示构建座标系,则第i个分子的速率在座标轴上的投影如右右图所示.

单个分子遵守电学规律.

任意时刻第i个分子的运动速率为

即,器壁施于分子的冲量

第i个分子运动到A1面处后与器壁发生弹性碰撞,被器壁弹回.

然而,第i个分子碰撞前后在x轴方向的动量变化为

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§12.3理想二氧化碳的浮力公式

i

器壁施于第i个分子的冲量为

依据牛顿第三定理可得,

第i个分子施于器壁的冲量

第i个分子在单位时间施于器壁的冲量为

与A1发生两次碰撞的间隔时间为

第i个分子在单位时间内与A1碰撞的次数为

分子在被A1弹回后向左运动与A2碰撞,被A2弹发愿右运动,再度与A1碰撞.

按照冲量定律,第i个分子对A1面的斥力为

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§12.3理想二氧化碳的浮力公式

?

容器中N个分子对A1面的总正压力为

然而2023理想气体压强公式,容器A1面上遭到的浮力为

V=xyz是容器的容积.n是单位容积中的分子数,即分子数密度.

(1)

式中