
答:地球上的空气,是会流向太空的,并非你认为的不会流向太空。
首先,地球引力束缚着大气,使得大气层紧贴地面,而且越接近地面,大气层的密度越高。
因为气体中也遵循浮力原理,所以越轻的气体,越容易跑到上层,比如氢气和氦气等等,这些气体到达大气层上方后,因为太空是真空的,所以这些气体会扩散到太空中去。
而且地球受太阳风的影响很大,导致这些气体被“吹”向背朝太阳的一面。
据估计,地球大气总重约6000万亿吨,每年逃逸到太空的大气约几十万吨,就算地球大气不再补充,都足够地球逃逸数百亿年。
而且对于部分气体,地球还能通过生物链,把地面以下的元素转为为空气成分,但是总的来说,地球每年扩散掉的气体,相对于总体来说是很少的。
更重要的,从气体速率分布公式——玻尔兹曼-麦克斯韦分布来说,能达到地球逃逸速度的,毕竟是少数。
首先,地球上的空气并不是不会流入太空,事实上地球上空气的最外层,也就是逃逸层每时每刻都有爱流入太空,而“逃逸层”这个名字也恰好诠释了这种现象,太阳风随时都会吹散空气外层的气体!
不过地球上的空气太过庞大,科学家们估计达到6000万亿吨重,而每年流入太空的空气不过几十万吨而已,照这个速度地球上的空气足够流失百亿年了!
同时,由于更轻的气体会在空气的上层,意味着逃逸层流入太空的气体多是氢气或者氦气!
那么如此多的空气为何被地球牢牢锁住呢?
地球强大的引力是很重要的因素,引力牢牢地保护着服务我们生命的空气,同时也是我们立足于地球的根基!
除了地球引力,强大的地球磁场同样对扛着猛烈的太阳风,不然即使再多的空气也很难对抗太阳风的力量!
我们的邻居,火星,就是一个因为失去磁场的保护而失去了空气的最高例子,没有了磁场,太阳风可以长驱直入,肆无忌惮地破坏火星上的大气!
所以,我们应该感谢老天给我们的一切,也更应该保护我们的地球近乎完美的环境,不让地球成为第二颗“金星”,因为失控的温室效应而成为“地狱”!
首先必须先给答案:切实和其他答主说的一样,地球上的空气并不是一点都不会流入太空,而是逸入太空的很少罢了!
地球的空气
我们都知道是围绕在地球外围的,其主要的原因就是地球的引力作用,虽然空气质量很轻,但它总归有质量, 因此空气和地球之间也就存在着引力作用。
所以这也就解释了为什么海拔越高空气越稀薄,很大的原因就是随着距离增加引力就会变小。那么 当到达一定高度后,空气成分中比较轻的气体自然会“逃出”地球,去见识外面的花花世界。
虽然每年逃逸到太空的 大气约几十万吨,和空气总质量约6000万亿吨来比就显得九牛一毛了,更不用说地球这个巨大的生态圈会弥补这一损失。
从计算来看氢气的逃逸过程
我们都知道 不同气体的摩尔质量是不同的,而气体分子在无时无刻做着热运动,具有动能,使气体分子散逸,另一方面又受地球引力的作用,该作用阻止气体分子逃出大气层。这两个过程相互制约,但对于不同的分子效果不同。
所以我们将气体分子能够摆脱地球引力作用扩散到太空中去所具有的速度叫逃逸速度。接下来我们就粗略计算下:
首先给出氢气和氧气的摩尔质量:
然后算出两种气体的平方根速率(气体分子速率不同,我们只能用平方根速率来定性考虑)
可以看出明显氢气的速率大得多!而 逃逸速度大小可通过分子热运动动能等于相对无穷远的引力势能求出! 最后我们把气体在大气中的逃逸速度与方均根速率数值加以比较,便可对上述问题加以说明,二者之比为:
代入具体数值可以得到各种气体的K值:氢气:5.88 氧气:23.53 水蒸气:17.65 氦气:8.32 氮气:22.0 氩气:26.31 二氧化碳:27.59!明显会发现氢气与氦气最小,这也就是为什么大气中氢气与氦气含量特别低的原因之一。
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既然其他星球没有空气,那地球上的空气是怎么来的呢?
一般所说的空气是指地球大气中的气体混合。如果这样理解,其他行星自然就没有空气了。正如德国哲学家莱布尼茨所说:“世界上没有两片完全相同的树叶。”其他行星的大气成分显然不能与地球的大气成分相同。
火星大气的情况与金星情况正好相反,火星的大气非常稀薄。火星的大气密度不到地球的1%。与金星大气一样的是,火星大气的主要成分也是二氧化碳。但是火星上的空气太薄,不能维持太多的热量。火星很冷,平均温度只有零下63。土卫六泰坦星的卫星。这是太阳系中唯一拥有真正大气层的卫星。土卫六的大气成分是98.4%氮气。和地球一样,是一个富含氮气的行星。土卫六的大气压大约是地球的1.5倍。所以,如果有一天人类登陆土卫六,只需要考虑能呼吸的氧气和防寒就可以了。气压不是问题,但很冷,只有零下180左右。
在这些行星中,火星的个子很小,所以你会发现大气层很薄。金星质量足够大,金星的引力能够留住更厚的大气层。土卫六有厚厚的大气层,而体积差不多大小质量更大一些的水星却没有大气层。因为土卫六比较幸运,远离太阳,受太阳影响较小,可以保存自己的大气。目前,地球的大气成分主要由78%的氮和21%的氧气、二氧化碳和稀有气体组成。地球到目前为止产生大气的成分并不是一成不变的。一般认为,地球大气经历了三个阶段:原始大气、次生大气和现在大气。地球最初的原始大气以氢和氦为主,后来地球逐渐冷却,内部气体从地表排出,形成次生大气。这时大气成分主要以二氧化碳、水蒸气和甲烷为主。生命出现在地球上后,通过生物活动产生大量氧气和氮,逐渐形成了当前大气的组成。地球有足够大的质量来阻止空气分子进入太空。同时,地球又受到磁场的保护,避免了太阳风暴吹走地球的大气。所以地球稳定的保留了大气层。
如果我们更广泛地理解,空气是指行星的大气,那么很多行星都会有空气。远,不用说,太阳系范围内有多个行星和卫星有大气。金星是一个具有浓厚大气层的行星,金星上的大气主要成分主要由二氧化碳组成,含有少量氮。金星大气的气压很大,是地球上的92倍。这相当于地球上海洋1000米深的压强。同时金星表面温度非常高,超过400度。前苏联发射的金星4号探测器领略到了金星大气的厚重。探测器着陆器在坠入金星表面之前,就已经被金星大气压扁。