关于气体压强的问题，请教一下。

一沙一世

关于气体压强的问题，请教一下。 [复制链接]

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玻意耳气体定律说，当某容器中气体的质量一定时，如果保持气体温度不变，则气体的压强和体积成反比。

 

我们假设 当1立方米体积被压缩为1立方分米时，6个表面中每个表面上原先同样多的分子数由1平方米变为1平方分米，这个面上的分子的总个数没有改变，还是那么多的分子，因为温度相同，每个分子的动能没有改变，所以这一表面所受到的力还是原先的那个力F，设原先每个表面的面积是S，则压缩后每个表面的表面积是S/100，
则原先的压强为  P1 = F/S   

压缩后的压强为  P2 = F/ (S / 100)  = (F / S) * 100  = P1 * 100 
也就是说压缩后的压强为压缩前的100倍，为什么玻意耳气体定律却告诉我们压缩后的压强是压缩前的1000倍？

maychang

【这个面上的分子的总个数没有改变，还是那么多的分子，因为温度相同，每个分子的动能没有改变，所以这一表面所受到的力还是原先的那个力F】

谁说的？

maychang

【所以这一表面所受到的力还是原先的那个力F】

要命的是这句。

须知器壁上的气体压强是气体分子撞击器壁产生的。气体分子速度在压缩前和压缩后不变，但撞击密度（单位时间单位面积上内撞击器壁的分子个数）却由于气体密度的变化而变化了。

一沙一世

maychang 发表于 2024-12-23 15:42 【所以这一表面所受到的力还是原先的那个力F】 要命的是这句。 须知器壁上的气体压强是气体分子撞击 ...

谢谢，但是，显然你说的不对，我们按晶格来理解的话，如下图，
压缩后，每个面的原子的密度只增加了100倍，不是1000倍，碰撞的次数是原先的100倍，不是1000倍？你又如何解释呢？

maychang

一沙一世 发表于 2024-12-23 16:35 谢谢，但是，显然你说的不对，我们按晶格来理解的话，如下图， 压缩后，每个面的原子的密度只增加了100 ...

【我们按晶格来理解的话】

按晶格来理解就麻烦大了。须知晶体表面各原子之间的距离比气体分子之间的距离小得多。

还是别从 “晶格” 讨论，只讨论容器的内表面上一块小面积为好。

maychang

一沙一世 发表于 2024-12-23 16:35 谢谢，但是，显然你说的不对，我们按晶格来理解的话，如下图， 压缩后，每个面的原子的密度只增加了100 ...

【压缩后，每个面的原子的密度只增加了100倍，不是1000倍，碰撞的次数是原先的100倍，不是1000倍？】

你这句话，默认容器内壁每个面单位时间内受到的气体分子撞击与气体密度成正比。但有个因素你没有考虑到。即以4楼图所描述的立方体而言，是各个面之间的距离都减小到原来的十分之一。你认为右侧面的面积减少到百分之一但分子撞击数没有变所以压强应该增加到一百倍。然而，右面与左面之间的距离也减少到十分之一，撞击到右面的分子数增加到十倍，所以右面受到的压强是千倍。再说一遍：右面与左面之间的距离减少到十分之一。

maychang

一沙一世 发表于 2024-12-23 16:35 谢谢，但是，显然你说的不对，我们按晶格来理解的话，如下图， 压缩后，每个面的原子的密度只增加了100 ...

比较欣赏你这种较真的态度。

不过，波义尔定律的分子论解释在普通物理中应该讲过。不知道是现在普物课时减少了，还是内容精简了，还是电子各专业根本不讲普物了。

maychang

一沙一世 发表于 2024-12-23 16:35 谢谢，但是，显然你说的不对，我们按晶格来理解的话，如下图， 压缩后，每个面的原子的密度只增加了100 ...

如果对 “右面与左面之间的距离减少到十分之一”，撞击右面的分子数增加到十倍，仍不能理解的话，考虑下面的比喻：原来一些人排着队，人与人之间相隔十米，每个人走到墙前捶一下墙。现在人与人之间相隔一米，队伍行进速度与前相同（温度相同），是不是捶击次数增加到十倍？

一沙一世

maychang 发表于 2024-12-23 17:54 【压缩后，每个面的原子的密度只增加了100倍，不是1000倍，碰撞的次数是原先的100倍，不是1000倍？】 ...

牛B谢谢你