Как образуется вертикальный поток

Согласно молекулярно-кинетической теории ( МКТ) молекулы газов, в том числе и воздуха, находятся в постоянном хаотическом движении.

Горячий  воздух  характеризуется большими скоростями их перемещения. Возникает вопрос. Каким же образом молекулы снизу той же массы, обладая меньшими скоростями, заставляют такие же, но более быстрые молекулы двигаться преимущественно вверх?

Почемуо более быстрые, на которые таже действует гравитация, не прибивают в низ более медленные?

 Ссылка на то, что снизу молекул больше некорректна. Снизу по быстрым ударов больше, чем самих столкновений быстрых с медленными, в принципе быть не может. Это одни и те же столкновения!

Фраза о том, что горячий воздух расширяясь меньше весит ничго не объясняет, если разбор обстоятельств проводить на уровне молекул.

В этой теме нет никаких утверждений, которые можно отнести к заведомо ложной информации.

Здс только вопросы, на которые долджны внятно ответить (если таковые ответы есть!) знатоки МКТ,

#60231 Fedor :

#60229 Sopov :

Горячий  воздух  характеризуется большими скоростями их перемещения. Возникает вопрос. Каким же образом молекулы снизу той же массы, обладая меньшими скоростями, заставляют такие же, но более быстрые молекулы двигаться преимущественно вверх?

Быстрые молекулы легко одолевают притяжение Земли, летят, куда хотят, в том числе вверх. Медленные холодные   притягиваются Землей  и  улететь не могут.

Сумбур какой-то. Яснее можно?

Холодные молекулы и медленные это две разные характеристики у вас? 

Если нет, то приведите изложение к одной характеристике. 

Или у вас медленные более тяжёлые что-ли?

Илиу вас холодные молекулы сами по себе имеют температуру меньше, чем горячие (или более быстрые!)?

Сами-то поняли, на что тут конкретно сослались?

 

#60236 Fedor :

Прочтите в Википедии или в учебниках что такое распределение Максвелла. Молекулы в газе по скоростям распределены в соответствии с этим распределением. Больше всего молекул имеют энергии и скорости соответствующие тепловым E=3/2 kT. Но есть молекулы, которые имеют маленькие скорости, гораздо меньшие, чем тепловые молекулы. Вот такие молекулы не способны улететь далеко от поверхности Земли — нет у них для этого энергии. Вот такие молекулы и скапливаются у Земли. Быстрые молекулы способны улететь далеко и высоко. Вот это они и делают.  В результате происходит перераспределение — горячих молекул оказывается больше вверху., а холодных больше внизу.

А вы в курсе, что Максвелл в исходные данные закладывал предположение, что на молекулы силовые поля не действуют?

То есть, он изначально отключил гравитацию. А потому и получил то, что хотел.

Вы ещё на опыт Штерна сошлитесь.  

#60243 Fedor :

В курсе, поэтому  кроме распределения Максвелла нужно учитывать распределение Больцмана. Они совместно работают.

А результаты опыта Штерна тоже учитывате?

Вы попробуйте просто учесть гравитацию.

 

#60269 marsdmitri :

Странно. Автор топика не понял, что конвекция газов не подчиняется МКТ?

Я как раз на это всячески указываю.

 

Ему обьясняли много раз. Воздух перемещается не молекулами, как учит МКТ, а волнами.

Вы не путаете потоки с волнами?

Точнее — волны с потоками?

 

Как и вода, снег. Как молоко в кофе в стакане. Неужели вы не видите там волны?

MKT -    это сто двадцати летней давности теория неподвижных,  разряженных газов.

Вы хотите сказать, что тот воздух, который нас окружает при обычных температурах, не есть разряжённый газ, а значит его процессы по МКТ необъяснимы?

 

У нас например холодный воздух из Аляски вытянувшись на две тысячи  км в виде узкого хвоста приносит холод.

Воти  тут применим поток.

 

Если автор бот, напал на  сайт, и ничего не понимает, то я его сообщения буду удалять.

Если критика обоснованная, то, следовательно, есть понимание.

В метеорологии есть много понятий. Например атмосферный фронт.

https://ru.wikipedia.org/?curid=248364&oldid=132441516

Ураганы, таифуны у т.д. Это не поток, не струя, не набор волн, а более сложное понятие, как система групп волн. Почитайте про историю метеорологии

https://ru.wikipedia.org/?curid=92546&oldid=135285027

Молекулярно-кинетическая теoрия, созданная в 19 веке, рассматривает строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближённо верных положений:

-все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

-частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом); Броуновское движение мелких капель краски от ударов молекул можно видеть в микроскоп.

-частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений, как мячики. Температура определяется средней кинетической энергией молекул.

В природе сосуд — это редкость. Поэтому простые и понятные идеи МКТ часто неприменимы. Она дает погрешность более 20-30% и более.

Другой поучительный пример — Барометрическая формула. Как изменяется давление по высоте в атмосфере. Молекулярно-кинетическая теория вместе с понятиями термодинамики дает эту формулу. И на основе нее даже используется ¨стандартная атмосфера¨, подсчитанная по ней. Если вы спросите профессоров в МГТУ им Баумана в Москве, кто учит инженеров, то они многие твердо уверены, что она верна. Они не знакомы с метеорологией, никогда не прыгали с парашутом и не видели ураган и торнадо.

Meтеоролог скажет вам, что распределение давления и плотности воздуха в земной атмосфере не следует барометрической формуле, так как

-в пределах атмосферы температура меняется с высотой и во времени; Например утром в 4- 5 утра возникает поток воздуха из-за восхода солнца при вращении земли. На границе день-ночь земной тени всегда повышена скорость движения воздуха и изменение давления. То же самое при полных солнечных затмениях. В тени Луны воздух охлаждается. Поднимается холодный ветер.

-ускорение свободного падения меняются с высотой и географической широтой.

-И атмосферное давление увеличивается с концентрацией в атмосфере паров воды.

Поэтому детям в школах очень трудно. Им надо на ЕГЭ давать ответы, которые противоречат метеорогии. И не зная ничего другого кроме МКТ Sopov пытается ей обьяснит явления в природе.

Может вам дать несколько бесплатных уроков по газодинамике и гидродинамике. Как движется реальный газ и жидкость? Чтобы вы поняли, что движение крови внутри вас — это не поток молекул, а волн.

Вот вам задача.
Дано. Температура на улице +7,4С=273,15+7,4= 280,55К
давление 100.9 kПa=1,009 * 10⁵ Па.

Ветер до 33 км в час на улице.

Я взял показания нашего сайта правительства Канады для текущего момента времени. Он берет данные с метеостанции.
Посчитайте, какие величины  для реального воздуха дадут ваши  формулы по МКТ и по термодинамике для идеального газа.
Если вы хорошо знаете МКТ.
Если это не бот, то мы должны увидеть какой-нибудь результат.
Физика — это очень полезная теория. Но МКТ — это очень приблизительная теория.
Поэтомy мы нигде ее не используем, кроме как при решении абстрактных задач для идеального газа в школе и университете.

Физика это не словоблудие и жонглирование словами, а теория, формулы для применения в повседневнои жизни сейчас и сегодня.

 

 

Зачем вам это, если вы не понимаете, что такое МКТ?

Eсть кинетическая теория. Она кратко описана в физической энциклопедии т.3. Более полно в трудах Л. Больцмана и в Статистической механике, Л.Д.Ландау, Лифшица. 

Из этой теории выводятся после упрощений уравнение Навье-Стокса.

Но в школах, колледжах, университетах преподают намного более простую молекулярно-кинетическую теорию, чтобы на качественном уровне познакомит учащихся с молекулами, диффузией, молекулярными процессами. И дают им ложную мысль, что  в газах, жидкостях движение тел определяется только ударами молекул.

Но когда вы попробуете подсчитать по ее формулам, например, коэффицент динамической вязкости

, например для азота и других газов, то увидите огромную погрешность. Она достигает 300% и более.

Посмотрите  том  5, Беркелеевского курса физики, Глава 8. Элементарная кинетическая теория процессов переноса [289]
  8.1. Средняя длина свободного пробега [290]
  8.2. Вязкость и перенос импульса [294]
  8.3. Теплопроводность и перенос энергии [301] стр. 306 .Там даны примеры. 

https://www.nehudlit.ru/books/berkleevskiy-kurs-fiziki-tom-5-statisticheskaya-fizika_3.html

Там найдете и формулы.

Получается странная вещь. Основы метеорологии в школах, колледжах, университетах не преподают, с которой мы сталкиваемся каждый день. Не рассказывают про циклоны и антициклоны, про конвекцию. А дают упрощенную молекулярно-кинетическую теорию, которая рассказывает небольшую часть знаний о природе.

И когда студент мешает ложкой чай и видит как чаинки собираются в центре стакана, он думает что это не волны, а молекулы ударяют их и собирают в центре.Он не знает, что существуют волны, и o наукe Гидродинамикe, которая их отлично описывает уравнением Навье-Стокса даже на расстоянии в несколько молекул.

Аналогично в Канаде студенты, школьники читают, что земля, Солнце круглые потому что  такой ее делают силы поверхностного натяжения, как каплю воды в невесомости.

Потом приходят математики, и говорят, что мы живем в 21 мерном пространстве. И это не  доказать экcпериментами. И начинают пропихивать теорию струн. Появляются кротовые норы, 5 мерное пространство, фильм Интестеллар и прочее.

Это ужас.

   

Каким же образом молекулы снизу той же массы, обладая меньшими скоростями, заставляют такие же, но более быстрые молекулы двигаться преимущественно вверх?

Ответ. Никак. Вам померещилось. Стyдентов университетов учат, что при определенных yсловиях в газах возникает концвекция.

В рамках модели идеального газа, если  энтропия возрастает по высоте в термосе. При этом  dT/dx > g/Cp; T -  температура газа, 
тогда всегда возникает конвективный поток.

Cp -  теплоемкость при постоянном давлении, g — ускорение свободного падения.

d   -    дельта, обозначение.

dT = Т2 — Т1

dZ = Z2 — Z1 (это разница высот) 

Конвекция- это не следствие того, что делают молекулы. Молекулы — само по себе, движение волн или конвекция- это совсем другое, отдельное движение.Вы 2 отдельных явления пытаетесь свести к одному, так как не знаете про конвекцию ничего.

 Так как молекула могет пролететь только доли микрона, потом она сталкивается с другой молекулой при давлении в 1 Бар. Вы не хотите понять, что когда мешаете ложкой чай, то в стакане возникают волны. Они все определяют, а не молекулы. То же самое, когда открыть с кипятком термос. Из него идут красивые волны пара вверх. Есть явление — конвекция. Волны состоят из мелких капель.Их видно в лупу.

Но вы капель и волн не замечаете. А считаете, что это только молекулы ( непонятно чего). А вдруг вам скажут, что это кварки,  глюоны, нейтрино, электроны,  гравитационные волны, а не молекулы? Про них то вы забыли.

Поставьте тазик с водой в погреб на пол.И от теплой воды поднимется пар и образуются льдинки на потолке.Здесь много явлений. МКТ тут ничего не может сделать. А вы почему то расматриваете модель МКТ и пытаетесь ею все обьяснить. 

 Вам надо сходит на берег реки, моря и посмотреть на волны. Как они подмывают берега.

Сьездите на плотину в Медео. Вы питаетесь понять как водохранилище было построено с помощью молекул.

Взгляните на Солнце, там тоже волны плазмы образуют  темные пятна на поверхности. МКТ там ничего не может обьяснит. Ваши знания  слишком малы.

Берите учебники и читайте. Вас не будут тут бесплатно учить. Вы рассматриваете только разряженные идеальные газы в термосе, если вас интересует МКТ. Молекулы у вас не имеют размера.Я говорю об общем случае. Когда газ не в термосе, и он не разряжен. Он может двигаться как хочет и образовать тучу, торнадо, ураган и поднять вас вверх.

Берете книгу

1. Необыкновенная жизнь обыкновенной капли — Марк Волынский.Он работал в ЦАГИ, затем Институте имени Келдыша в Москве.

https://www.klex.ru/1gkh

Затем

2. 1-й том учебника Абрамовича Генриха Наумовича ,, Газовая динамика" и читаете. Пытайтесь понять. Он работал в ЦАГИ и в ЦИАМ в Москве. Про него написал в книге М. Волынский.

Затем книгу С у  к о м е л, Теплопередача.

Конвекция, — процесс передачи тепла от одного объёма к другому за счёт движения волн жидкостей и газов, а не молекул, процесс, который является передачей тепла посредством массообмена.

Вы  не поймете.

МКТ  объяснила на её основе  явления  диффузии, броуновского движения, изменение агрегатных состояний вещества.

На ее базе развиты разделы  физики: физическая кинетика, статистическая механика. В них изучаются не только молекулярные (атомные или ионные) системы, находящиеся не только в «тепловом» движении, и взаимодействующие не только через абсолютно упругие столкновения. Термин молекулярно-кинетическая теория в современной теоретической физике  практически не используется, хотя  встречается в учебниках по курсу общей физики.

Вы не зная что такое конвективная ячейка, кучевое облако, волны Россби, циклон, антициклон, дифференциальные уравнения в модели Бусинеска, пытаетесь понять как возникает вертикальный поток газа? Не читая учебник  ,, Основы теплопередачи".  В нем нет ничего про МКТ, но даны формулы для расчета конвекции.

На этот постя уже ответил, но мой ответ исчез. Нехорошо и не честно удалять те посты, которые показывают ваше незнание.

Повторяю!

#61168 marsdmitri :

Вы  не поймете.

Если вы сами не понимаете то, на что ссылаетесь, то это ваше заявление (испытанное на себе) не надо относить ко мне.

Данная тема показывает, что вы не понимаете причин рождающих тепловые вертикальные потоки, т.е. причины конвекции.

Вы не знаете того, почему давление газа по МКТ не соответствует эмпирическим формулам, в которых участвуют все молекулы, а по МКТ давление должно характеризоваться только теми, которые непосредственно ударяются о стенки.

Вы не знаете по какой причине молекулы газа должны постоянно перемещаться с бешенными скоростями в замкнутом пространстве (например, в сосуде находящемся в помещении с постоянной температурой), даже тогда, когда в это пространство не поступает никакая энергия извне, т.е. не подчиняться действию силы гравитации!

  Вы же здесь даже не видите нарушения закона сохранения энергии!

Трактовка температуры по МКТ здесь не в счёт. Молекулы не должны летать потому, что кто-то их к этому принудил некой трактовкой.

Вы не знаете и того, каким образом на хаотичном движении молекул можно внятно объяснить всегда прогнозируемое РАВНОМЕРНОЕ распределения теплоты!

Вы не знаете объяснение широко известного опыта Румфорда со сверлением металла, т.е. того как относительно медленная скорость сверла может увеличивать амплитуду колебаний атомов, с которой в современной физике связывается увеличение температуры.

Вы не знаете, каким это образом молекулы в жидкости должны хаотично перемещаться по МКТ при том, что их тела касаются друг друга, на что указывает так называемое не сжимание жидкостей. 

При значительном усилии на жидкость начинает поддаваться за счёт деформации самих молекул. Вы это должны знать со школы!

Колебания молекул в пределах соседства МКТ не рассматривает.

МКТ  объяснила на её основе  явления  диффузии, броуновского движения, 

Броуновское движение я не отвергаю, а КОНКРЕТНО объясняю то, как именно посредством БД происходит равномерное распределение теплоты.

Обо всём этом и другом можно узнать здесь —

https :// dzen . ru / a / ZcNXkdP 5 NnoR 1 gM 3

 

изменение агрегатных состояний вещества.

У меня по этой  ссылке также представлено ясное понимание переходов веществ из одного агрегатного состояния в другое.

А как вы представляете механизм прохождения диффузии и переходы в иное агрегатное состояние? Можете это своими словами, но достаточно понятно представить здесь?