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为什么空气不受密度分层的气态组件?

不同的气体组成的空气密度不同。天真的,人们会预计较重的气体池在低层大气和灯的顶部。

很久以前我问自己这个问题,我找到了答案,大气环流产生的混合是足以让整个混合均匀,而且我很满意这个答案,直到我认为洞穴的情况下,地球内部或室被发现在地下矿山、和被孤立的数百万年。尽管如此,没有矿工死亡的报道,因为上面的空腔底部的空气只有氮气或氧气。

分子运动产生的混合是由于其温度足以避免分层?还是有其它原因?在非常低的温度下将空气受到密度分层?

回答

>所以,天真,一个希望较重的气体池在低层大气和灯的顶部。这是过于天真。同样天真的期望会导致人们认为铀应该集中在地球的核心,或者混合水和酒精应该有区别的底部与水和乙醇。而是集中在地壳,铀和水和乙醇混合。熵和化学可能导致违反直觉的结果。当然,大多数是这样的气体。entropically-favored分布是一个彻底的混合。实现这种彻底的混合可以花很长时间,如果只在分子扩散。湍流混合使得混合进行更加迅速。有这entropically-favored分布不发生的地方。 Gases can be concentrated in mines and in basements. For example, mines have problems with concentrations of methane and carbon monoxide (both less dense than air), but also with concentrations of carbon dioxide and sulfur sulfide (both more dense than air). Basements in areas with lots of granite have problems with radon (significantly more dense than air). Gases can concentrate in mines and basements due to a diminished turbulent mixing. This enables processes that produce gases to overwhelm the slow molecular dispersion process, resulting in an entropically-disfavors distribution. The Earth's upper atmosphere is also differentiated. Here, the extreme rarity of the upper atmosphere means that turbulent mixing is highly attenuated. Extreme solar radiation (high UV and x-rays) produces gases by splitting molecular oxygen, water vapor, and to a lesser extent, nitrogen, into constituent parts. The very long mean free path in the upper atmosphere means that the lighter components move higher than do the heavier components.

编辑总结

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\ begingroup美元有趣,有一些定理说明两种气体混合熵比如果他们少之上呢?会比较这两种情况下的潜在温度足够吗? \ endgroup美元
- - - - - -AtmosphericPrisonEscape
2018年1月23日14:27
\ begingroup美元好,但是完全区别是什么公司,氩,允许第一层形式而不是第二个?和液体的类比是不公平的,分子相互作用更强,在这种情况下,混合的混合规则和饱和/降水由不同的物理控制。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年1月23日,在十六13
\ begingroup美元此外,内部炉有一个非常沉重的密度分层,与大部分的核心更重的元素,和地壳主要由较轻的元素组成的。所以它不是过于天真的期望。我认为这是反过来,铀的一般规则的例外。 \ endgroup美元
- - - - - -卡米洛·Rada
2018年1月23日16:29
\ begingroup美元 @CamiloRada - Re”完全CO和氩的区别是什么?”The answer is time. Suppose you open a pressure vessel that contains argon (which is much denser than air). The argon will initially flow downward out of the vessel and spread out in a layer along the ground. The argon does not mix initially; that mixing takes time. Over time, the argon will diffuse into the atmosphere, with some of it eventually reaching up to the Karman line. The same applies to any gas denser than air. \ endgroup美元
- - - - - -大卫Hammen
2018年1月23日20:02
1

\ begingroup美元真的很难暂时多分层气体,气体的性质的分子意味着他们会倾向于形成分布梯度不谨慎的壁垒,因此只需要一分钟激动人心的力量(比如添加热)破坏这些梯度混合更彻底。 \ endgroup美元
- - - - - -约翰
2018年1月24日,在6:15

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