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二氧化氮和空气接触，是会通过扩散而均匀混合，还是会因为重力作用而分开？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

二氧化氮和空气接触，是会通过扩散而均匀混合，还是会因为重力作用而分开？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

这已有定论，肯定是均匀混合。

学过初中物理的话，应知道分子动理论的基本内容：物质是由分子组成的，分子不停地做无规则的运动，分子间存在引力和斥力。

其中，对证实气体分子的运动的实验应该有深刻的印象：将一个空瓶(其实充满空气)倒扣在一个充满红棕色二氧化氮气体的瓶子上，两瓶口相对，中间用玻璃板隔开。当抽去玻璃板时，可以看到红棕色的气体不断的向上运动，最后两瓶的气体颜色变得完全一样。并且，不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象这种现象叫做扩散。



注意到实验特别将密度较大的二氧化氮气体放在下部，就是为了避免浮力对实验的影响。说到这里，随便说一句，在空间站里，空气不受重力(微重力)，也不存在浮力，空气不能发生对流，曾有人提出蜡烛能否燃烧的问题。



有人认为烛芯点燃后在周围产生一团以二氧化碳为主的热空气，外部的冷空气进不来，烛芯处得不到氧气补充，所以，点燃后蜡烛会很快熄灭。想想确有道理，直到后来宇宙飞船上天了，结果发现燃烧可以维持，只是火焰的形状不是我们常见的那样，而是变成球形的，比平时看到的火焰也暗一些。



原因是对流虽不复存在，但空气分子的无规则热运动却没停止。烛芯附近燃烧生成的热空气向外扩散，周围含有氧气的冷空气向烛芯处扩散，就可提供燃烧需要的氧气，使燃烧得以延续。因为只靠分子的运动，没有其他因素的影响，向各个方向的运动是均等的，所以，火焰是球形的。单纯依靠扩散提供氧气，不像在地球既有扩散又有空气对流那样供养充足，火焰自然不会很旺。

回答于 2019-09-11 08:43:50

二氧化氮会通过“布朗运动”和重力作用与空气混合，“布朗运动”的结果是均匀混合，重力作用的结果是上疏下密。



在水中的花粉或者其它小颗粒，会因为水分子的碰撞做无规则的运动，布朗最早发现了这个现象，所以叫“布朗运动”。空气分子也会受到其它空气分子的碰撞，我们可以直接把“布朗运动”推广到分子层面。因为气体分子更小，“布朗运动”也会更加剧烈。



空气分子还会受到重力的作用，大气层的密度随着高度的增加而降低，就是这个原因。二氧化氮的分子量比空气的分子量要大，重力对它的影响更大，因此随着高度增加，二氧化氮的浓度衰减的比空气快。



运动是可以叠加的，二氧化氮的扩散过程就是两种运动叠加的过程。因为分子的“布朗运动”级别是每秒几百米，所以气体扩散基本上是均匀的，分子量大的气体在底部略有富集。

回答于 2019-09-11 08:43:50

最后都会散开，因为气体分子时刻都在进行无规则运动，最后所有分子机会会均匀散开分布。