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为什么地球的引力没法束缚氦元素

2023-07-24 08:53:50   频道: 常识
氢元素和氦元素是两种最简单的元素,它们在元素周期表中位于第一和第二组。以下是一些关于这两种元素的基本信息:

氢元素(H):

- 原子序数为1,原子量约为1.01。

- 在常温常压下,氢气是一种无色、无味、无臭的气体。

- 氢气是宇宙中最丰富的元素之一,它的存在可以在恒星和行星等天体中找到。

- 氢气可以通过电解水或一些化学反应中获得,也可以通过天然气的提纯过程中分离出来。

- 氢气广泛应用于工业领域,如氢气燃料电池和氢气制氨等。

氦元素(He):

- 原子序数为2,原子量约为4.00。

- 在常温常压下,氦气是一种无色、无味、无毒的气体。

- 氦气是地球大气层中的第二轻元素,它的存在量较少。

- 氦气在低温下可以液化,成为一种常见的冷却剂,广泛应用于低温实验和超导研究中。

- 氦气也常用于填充气球和氦气气体球等娱乐活动中。

 


地球有引力是由于其质量所产生的。

引力是物体之间的相互吸引力,其大小与物体的质量有关。根据普遍引力定律,物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

地球是一个质量较大的天体,具有非常大的质量。根据引力定律,地球对其周围的物体产生引力,使它们朝向地球的中心方向运动。这种引力被称为地球引力。

地球引力对人类和物体的影响非常显著。它使我们能够保持在地球表面,并决定了物体在地球上的重量。地球引力还对地球上的天气、海洋潮汐等自然现象产生重要影响。


为什么地球的引力没法束缚氦元素?

如果把空气中的分子想象成一颗微型的卫星,则当其速度大于第二宇宙速度11.2千米/秒时,就会完全脱离地球引力,飞向浩瀚的宇宙。考虑到室温附近气体温度与分子平均动能的关系,可推得方均根速率v=(3RT/M)1/2,其中M为分子的摩尔质量。这说明,总体而言,质量越小的气体分子,其运动速度越大。

尽管如此,氦原子速率每秒也就几千米,与第二宇宙速度还差很多呢。可是别忘了,气体实际速率是依概率分布的,这就是麦克斯韦速率分布,它拖着一条长长的尾巴;也就是说,有少量的分子速度可以很快。虽然这部分分子比例并不高,但是涉及地球演化的过程,时间尺度是很大的,经过亿万年的积累,这部分逃逸就很可观了。

当然,由于分子量不同,气体间的差异也拉大了。这也是地球大气层中氢气和氦气很少,而以氮气、氧气以及更重的气体为主的原因之一。再看看其他星体:月球引力太小,啥都留不住;火星呢,引力比地球小些,氮气、氧气容易跑,所以大气中主要的就是更重的二氧化碳了;而木星引力比地球大得多,其大气中存在大量的氢气和氦气。

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