Поднимается ли влажный воздух (без учета влияния турбулентности погоды, например, в закрытом помещении, таком как герметичная комната)

Поиск в Интернете найдет много людей, утверждающих, что влажный воздух (водяной пар) поднимается вверх. Однако я настроен скептически, потому что если бы тогда поднимались более легкие молекулы, то, следовательно, воздух расслоился бы по молекулярному весу.

Факты: молекулярная масса водяного пара = 18, молекулярная масса азота = 28, молекулярная масса кислорода = 32.

Итак, водяной пар имеет наименьшую массу.

Однако, если бы более легкие газы поднялись, то (используя приведенные выше данные) Азот поднялся бы, Кислород упал бы, и мы бы дышали 99% Кислорода (пренебрегая 1% других газов), это не так. Поэтому я считаю, что газы не ведут себя таким образом. о чем свидетельствует тот факт, что мы дышим 78% азота и 21% кислорода. Поэтому мне кажется, что (в закрытой среде) газы смешиваются случайным образом, возможно, с очень небольшим вкладом гравитации.

Ответы (3)

Вы должны смотреть на факторы Больцмана:

е Е к Т "=" е м г час к Т

для м "=" 18 ты и м "=" 28 ты . Примерно на 300К и равномерный г . Для 1 а.е.м. высота шкалы составляет:

час к Т м г "=" 4 × 10 21 Дж 1,6 × 10 26 Дж / м "=" 250 , 000 м

Разделите это на 18 или 28, и вы получите высоту по шкале порядка 10-14 км, что является высотой по шкале атмосферы. Следовательно, вы не видите никакого расслоения локально.

Вы правы - при комнатной температуре различные компоненты воздуха хорошо перемешаны и, как правило, остаются такими. Однако такие газы, как бутан и углекислый газ, достаточно плотны по сравнению с воздухом, поэтому они действительно оседают на полу комнаты. что касается влажного воздуха, то он действительно имеет меньшую плотность, чем сухой воздух при той же температуре. Пилоты самолетов знают, что по этой причине влажный воздух создает немного меньшую подъемную силу, чем сухой воздух.

Даже для бутана (масса 58 дальтон) или более тяжелых газов, таких как гексафторид серы, высота по шкале Больцмана составляет несколько километров. Вертикальные полосы на уровне комнаты не являются долговременными и не возникают спонтанно.
Роб, здесь, в Орегоне, у нас есть лаборатории по производству марихуаны, которые перерабатывают ТГК из растительного материала, используя бутан в качестве растворителя. эти незаконные операции срываются с пугающей регулярностью из-за обогащения газом в нишах лабораторного пространства, таких как подпольные пространства и отстойники. Что-либо на уровне пола, вызывающее искру, вызовет одну из них, а это означает, что операторы должны установить вентиляционные отверстия и вентиляторы на уровне пола для удаления утечки.
+1, но я думаю, что причина различий в концентрации водяного пара, бутана или углекислого газа, а не в кислороде и азоте, связана с источниками этих газов.
@бен, это проверяемая гипотеза. Я предлагаю купить 10 одинарных передвижных домов с неумело закрытыми навесами, устроить в навесах лаборатории ТГК/бутана, нанять необходимое количество предприимчивых, но обдолбанных хиппи, чтобы они управляли ими, и собирать данные...

Нет никаких источников или поглотителей кислорода или азота, о которых можно было бы говорить, поэтому нет никаких колебаний в соотношениях этих газов, о которых можно было бы говорить. Водяной пар, с другой стороны, постоянно добавляется и удаляется — воздух можно высушить, охладив его, чтобы конденсировать воду, а затем, например, повторно нагреть. Вполне возможно взаимодействие влажного воздуха с сухим воздухом той же температуры. В этом случае, пока две воздушные массы не смешаются, влажная будет стремиться подняться над сухой.