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(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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