热力学平衡状态下,气体对容器上部和底部的情况是怎样的?假设有一个与外界绝热的,放在地表附近的很高的真空容器,向其中放入一些气体,等到热力学平衡后,书上说 ”气体分子的空间分布,按密度来说是均匀的.”我有些想不通,在地表附近,分子是受到重力作用,只要是分子向上部运动时,重力就在做负功,所以整体上,气体分子向容器上方的压强应该小于向下方的压强.如果说,分子自由运动的速度500m/s相对于G来说很大,那
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是这样.液化的气体会沉降在容器底部,而即使是理想气体在低温高压的情况下也会趋向液态的性质.
初中讲二氧化碳的时候做过一个演示实验,在一个天平两边各挂一个一次性纸杯,然后把二氧化碳倒进其中的一个纸杯里,这个纸杯会下沉,而且会一直维持这种状态,这说明二氧化碳一直沉降在杯底.给出的解释是二氧化碳密度大于空气,但如果没有重力,无论密度怎样,CO2和空气都会均匀混合,因此重力的确会使气体分子沉降.
教科书上的说法已经明确给出了条件：绝热、高空,即不考虑重力,才得出这个结论.