小议气体压强产生的原因

刘斌

1.气体压强产生的原因

和其他所有的物体一样，气体也是由大量的分子组成（分子间有空隙）的，分子在永不停息地做无规则运动（温度越高，分子的无规则运动越剧烈），分子间同时存在相互作用的引力和斥力.这是分子动理论中涉及的内容.让我们用它来解决这样一个问题：假设有一定质量的理想气体被密封在一个容器中，那么，由于分子的无规则运动，这些气体将会充满整个空间，表现为它的体积，同时，由于容器壁的密封阻隔，大量的分子将会持续不断地撞击容器壁，从而产生压强.

很显然，此过程中，容器的作用是将气体束缚在其中，是气体压强产生的一个外在条件，而真正导致气体压强产生的原因是分子的热运动.

进一步的研究得出气体压强的计算公式为pV=nRT（式中的p为气体的压强，V是气体的体积，n是气体的物质的量，也就是被封闭的气体的分子数目，R指的是一个常数，T指的是气体的温度），分析公式不难看出，一定质量的封闭气体，根据p=nRT/V，由于分子数目n和常数R的值不变，在体积一定的情况下，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，对容器壁产生压强越大；而在温度一定的条件下，由于质量一定，因此分子数目就一定，体积越小，分子越密集，则产生的压强越大.总而言之，一定质量的气体，其压强的大小与温度和体积有关，温度越高，体积越小，产生的气体压强则越大.

通过以上分析可以看出，气体压强的产生与气体是否受到重力作用没有任何关系.

2.大气压强的产生原因

地球周围充满了由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩、氪、氙等惰性气体混合组成的空气，我们将这层空气的整体称为大气.同样的，这些气体也是由大量的做无规则运动的分子组成，那么这些分子就必然要对浸在其中的任一物体不断地产生撞击，每次撞击，空气分子都要对物体的表面产生一个冲击力，大量空气分子持续撞击的结果就表现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压.所有浸在大气中的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样.

再来看看影响大气压强大小的因素，既然大气压也是由分子的热运动产生的，那么我们应该首先考虑到影响热运动的主要因素即温度，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，则对物体表面的撞击次数就越多，同时，分子动能也就越大，因此产生的压力、压强也就越大.

接着我们来考虑分子的数目对大气压强的影响，我们知道，处于地球周围的空气其实受到两种作用，无规则的热运动使气体分子能均匀地分布在它们所能到达的空间，而重力的作用则要使气体分子相对集中的聚集在地面附近（重力的这种作用其实相当于容器对气体的束缚）.当这两种作用达到平衡状态时，气体分子的分布情况可想而知，在空间随高度呈不均匀的分布，高度越高，气体密度越小，表现为气体越稀疏；越接近地表，气体密度就越大，表现为气体越密集，若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对浸在其中的物体表面单位面积上撞击的次数就越多，因而产生的压强也就越大，因此，大气压强才会随高度的增加而减小.

综上可知，大气压强的产生是因空气分子的热运动撞击浸在其中物体而产生的.大气压的大小决定于大气的温度和气体密度，温度越高，气体密度越大，产生的压强越大.而在此过程中，重力作用就像一个容器，束缚并改变了大气的疏密程度，是产生大气压的外因，并不是产生气体压强的原因.

从影响压强的因素不难看出，气体压强与大气压强并不是一回事.

3.一点建议

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