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能曲折而精妙证明与麦克斯韦气体理论互洽的重力场气体温差定律

已有 244 次阅读 2026-8-19 15:45 |系统分类:论文交流

(此是20多年前拙文增加其它角度证明后的新版本,刊出有助于学界同仁评述或阅读评述时参考)

  

   说明:                                                                

   此有必要交代一下重力场气体温差定律公式中自由度取值的问题。从理论上讲,占大气绝大多数的氮、氧等这类刚性双原子分子的自由度总数理论上为6,公式中自由度数取值为6的温差计值与20多年前我国江浙学者所做的独立实验有较好的吻合度实验者江苏的朱顶余和何沛平两位老师还曾专程去北师大请教,当时数位学术带头人级的专家教授,对重力场引起温差均给予认可),今可见也与麦克斯韦气体理论的有关公式在数值上完全互洽或一致。但实际中大气分子自由度是与具体的因素相关的,‌干洁大气中占比99%以上的是双原子分子(氮气约78%、氧气约21%),这类刚性双原子分子的自由度理论上为6,但因常温下空气分子的振动自由度会被冻结,所以仅保留3个平动自由度+2个转动自由度,总自由度为5;另外仅占约0.93%的氩等单原子分子自由度理论上为3,但占比很低,若计算精度要求高,考虑到很少数单原子为3的自由度的话,可按大气成分加权平均最终得到的平均自由度约为4.97或以近似5计。其实无论以4.97、5或6作为公式中的自由度数,由于辐射等使温差趋于均化或减弱因素的客观存在,公式的温差计值一般总是要高于实测值的;所以要取得与实测值吻合的计值,须增加被均化的校正系数,才会符合一时一地的实际所测温差,这层意思在笔者原发表的文中已有所强调和论述,这是在实际中需要注意到的问题。

 

 

 



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