《张朝阳的物理课》直播解答：为什么大气中氢气含量较少

IT之家 11 月 26 日消息，为什么坐飞机总犯困？为什么宇宙中氢元素极多，但大气中含量较少？11 月 26 日 12 时，《张朝阳的物理课》第六期如约而至，搜狐创始人、董事局主席兼 CEO 张朝阳坐镇搜狐视频直播间。这次他还特别准备，戴了一顶帽子，称希望打扮成 19 世纪数学物理学家、“热力学之父”开尔文的样子，和大家讲述“温度的故事”。

直播中，张朝阳回顾了前五期物理课涉及的现象和公式，包括牛顿定律、波动方程、绝热指数、单摆运动等，随即科普两个关于温度的概念：第一，温度决定两个物体接触的时候，能量的流向；第二，量度的时候，用自然界热胀冷缩的刻度来定义温度 t。

讲到“用刻度定义温度”，根据开尔文的研究成果，张朝阳纠正一个知识误区：月球背对太阳的地方，温度很低，甚至可能达到零下 400℃。通过讲解，他告诉大家，实际上，温度是有下限的。物理学家确定的温度下限就是绝对零度，即零下 273.15℃。

随后，张朝阳从“经验”角度推导理想空气的状态方程，并介绍了知名化学家、物理学家的观点。其中查尔斯定律描述压强随温度作线性；盖・吕萨定律提出，一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比；玻意耳定律认为，在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比；阿伏加德罗定律称，同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数。

建立在几位学者提出的定律基础上，张朝阳写出了理想气体状态方程，它是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、温度间关系的状态方程，可用 pV=NKT，或者 pV=nRT 表示，式中：p 为压强（Pa），V 为气体体积（m³），T 为温度（K），n 为气体的物质的量（mol），R 为摩尔气体常数（也叫普适气体恒量）。

从“经验”导出公式后，张朝阳讲解理论、推导公式。通过计算，得到和上述通过“经验”推导的公式一样，由此打通了“经验值”和“理论值”两条路径。可以得知，温度就是分子的平均动能，温度直接对应于分子的平均动能。当压缩气体，就是对气体做功，能量增加，实际上传递到平均的分子上的速度加快了。压强升高，温度升高，体积也减小了，这是方程想要表达的。这也是蒸汽机的原理。

最后，张朝阳解释了地球大气中氢气含量较少的原因。首先氢气轻，衰减慢，爬得高；其次和速度分布有关系，结合麦克斯韦速度分布，氢气的长尾速度超过第一宇宙速度、第二宇宙速度，地球吸不住它，就“逃离”了地球。

今天的直播课相比前几期，难度有所减弱。实际上，网友还可通过“直播白板”复习。也有“课代表”将每堂课的笔记，发布在搜狐新闻客户端“关注流”上，便于网友查漏补缺。

IT之家获悉，自 11 月 5 日开始，《张朝阳的物理课》已直播六期。在第一、第二课中，张朝阳科普了“力”和“速度”，并现场计算出马斯克的飞船和中国空间站每日绕地飞行的圈数；第三、四课的内容则一脉相承，和“振动”相关，科普了可见光的基本知识，解释了早中晚太阳颜色不一样的原因，以及天空呈现蓝色的秘密。第五、六课，则引发了关于音速和温度的大讨论。

《张朝阳的物理课》不仅解释了生活中常见现象背后的原理，还层层深入，将知识点落到物理公式上。他通过第一宇宙速度、第二宇宙速度、库伦定律、简谐运动等，层层递进，步步演算，得出了瑞利散射、单摆、物理摆的公式。

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