地球大氣會不會向宇宙逸散,為什麼?


會的。
由麥克斯韋速率分布函數f(v)=4pi v^{2} (frac{m}{2pi k_{B} T})^{3/2} e^{-frac{m v^{2}}{2 k_{B} T}}取最大值時得到v=v_{p}=(frac{2k_{B}T}{m})^{1/2}

u=v/v_{p},相應的麥克斯韋速率分布函數化為f(u)=frac{4}{sqrt{pi }}u^{2}e^{-u^{2}}
故對於u>u(其中u為某一速率)的氣體分子所佔比率frac{Delta N}{N}=int_{u,其中erf(u為誤差函數.

對於地球的逃逸速度v=sqrt{frac{2GM}{R}}=1.12	imes 10^{4}m/s,取T=273.15K時大氣分子的v_{p}approx 390m/s則有u.若取u,對應的frac{Delta N}{N}=10^{-340}

也就是說,地球大氣每秒逃逸10^{-340}的大氣分子,每年逃逸365.25	imes86400	imes10^{-340}approx 3	imes10^{-333}的大氣分子.那麼大約需要經過3	imes 10^{332}年,地球上的大氣才會消失.就算損失百分之一的空氣也需要10^{330}年呢。相對地,現在認為太陽的壽命約為10^{10}年,因此根本不用擔心~
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(/ω\)回答問題真是令人激動呢
(??????????????) 來自《熱學教程》包科達編著


氫和氦本是宇宙中最多的元素,地球大氣中含量卻很低。這正是因為大氣會不斷損失;而最輕的氫氣和氦氣在同樣溫度下速度最快,所以更容易飛走。


為什麼大氣層不會因外部宇宙的真空而擴散殆盡? - 地球科學


會啊,只是逃逸很慢很慢,火星就是個逃逸的例子,體積和質量太小,對內不足以維持內部保持融化,維持「火殼」運動和磁場,對外不足以產生足夠的重力加速度來維繫住大氣層


會啊。包裹地球的氣體最外圈一層就叫做散逸層啊


據說太陽風每年都吹走好多大氣的


會啊,氣體分子熱運動速度超過逃逸速度,方向對的話就逃逸了啊。根據麥克斯韋速率分布可以算出概率,最終結果是一個與氣體分子質量相關的函數,具體演算法忘記了,反正中間是各種近似。結論是:相對分子質量越小的氣體越容易逃逸(所以大氣中氫氣含量低?)但是總體而言逃逸的氣體對於總量來說微乎其微。
PS:大一一門關於概率論的研討課期末論文就是《大氣逃逸》,


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