Главная > Физика > Общий курс физики. Молекулярная физика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 17. Закон распределения молекул по скоростям и атмосферы планет

Мы уже имели случай обратить внимание читателей на то, что атмосфера Земли не может находиться во вполне равновесном состоянии и что должно происходить непрерывное рассеяние воздуха в мировое пространство (стр. 52). Закон распределения молекул по скоростям позволяет более подробно рассмотреть этот вопрос.

Известно, что для того, чтобы какое-либо тело могло преодолеть притяжение Земли и покинуть ее, оно должно обладать так называемой второй космической скоростью, равной При этой скорости оно обладает кинетической энергией, достаточной для совершения работы, потребной для удаления на бесконечность. Это в равной мере относится и к молекулам воздуха в атмосфере Земли.

Согласно закону распределения Максвелла, среди молекул атмосферы имеются и такие, скорости которых превосходят вторую космическую. Очевидно, что такие молекулы (и только такие) покидают атмосферу и рассеиваются в мировом пространстве.

Формула распределения молекул по скоростям позволяет найти долю таких молекул в воздухе земной атмосферы. Проще всего это сделать графически. На рис. 20 представлена кривая распределения Максвелла, причем скорости по оси абсцисс отложены в относительных единицах (см. § 16), так что максимуму кривой (наивероятнейшей скорости) соответствует абсцисса, равная единице. Так как вторая космическая скорость в 28 раз превосходит наивероятнейшую скорость, которая при 0 °С равна

то на рис. 20 скорости соответствует абсцисса, равная 28. Из вида кривой без всяких вычислений ясно, как ничтожна доля частиц в атмосфере, обладающих скоростью, достаточной для того, чтобы ее покинуть. Для сравнения на рис. 20 заштрихована площадь, равная доле частиц, скорости которых лежат между Доля частиц, скорость которых больше была бы равна площади справа от цифры 28 на этой диаграмме.

Для Луны, масса которой, а значит и сила тяготения, много меньше, чем у Земли, вторая космическая скорость равна На той же диаграмме этой скорости соответствует значение абсциссы, равнсг 6. Такой скоростью также обладает весьма малая доля частиц, но все же не настолько малая, чтобы Луна не могла уже в отдаленные от нас эпохи практически полностью утратить свою атмосферу, которой она, быть может, обладала.

Рис. 20.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление