气体、液体压强产生机理

通流

看起来LZ的问题是那些宏观的量，像重力，速度等，是如何在分子的层面上反映出来的。

气体的压强总是由于分子对壁面的碰撞造成的。

uesoft

哈哈，蛮热闹

uesoft

我想，楼主肯定知道伯努利方程，我们大家也都知道伯努利方程。楼主想知道到底是不是分子碰撞产生了压力，这个书上也是这么解释，用分子碰撞解释问题也不大。我想是不是可以进一步，真的是分子碰撞还是光子碰撞，或者电子碰撞？
因为你们都是牛人博士，且都在大学里，你们最好能提供一个光子碰撞的数学方程，就像麦克斯韦当年发表的分子运动数学方程一样。这样，就不用我们在论坛里吵来吵去了，名字也可以留在物理史册中了。我不是开玩笑，是说真的。当然，若你们不耻于或不屑于光子碰撞假设，这也很正常。

周华

原帖由 uesoft 于 2012-8-14 11:07 发表

                               
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我想，楼主肯定知道伯努利方程，我们大家也都知道伯努利方程。楼主想知道到底是不是分子碰撞产生了压力，这个书上也是这么解释，用分子碰撞解释问题也不大。我想是不是可以进一步，真的是分子碰撞还是光子碰撞，或者 ...

我倒觉得楼主未必知道这些，可能是思考某个问题时遇到流体力学问题，然后才来问这个问题的。

hgdzhang

谢谢各位老师了。
请推荐几本流体力学机理方面的书吧，英文的也可以。
现在要做跟流体有关的东西，头疼啊。

ustcsunl

想搞明白压强究竟是什么不是那么简单的问题，所有教科书对此论述不多，
有很多补充文字可以写，有空时候再说。

         直接上简洁的答案：
液体气体的重力是产生压强本质原因，是宏观因素，这仅仅是压强宏观性质的一个方面而已。所以你看到地球上的液体气体的宏观压强都是和重力直接相关。
分子之间的碰撞独立地可以用来解释Pascal定律，但是并不能解释压强产生力的来源。

onesupeng

原帖由 ustcsunl 于 2012-8-14 12:01 发表

                               
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想搞明白压强究竟是什么不是那么简单的问题，所有教科书对此论述不多，
有很多补充文字可以写，有空时候再说。

         直接上简洁的答案：
液体气体的重力是产生压强本质原因，是宏观因素，这仅仅是压强宏观性 ...

没有重力就没有流体压强的概念了？那么在不考虑重力的ns方程把p去掉就是了，可是为什么都没有去掉呢？

onesupeng

所以上述所有回答的，都是扯淡的。

要回答压强是怎么产生的，就要回答力是怎么产生，力的本质是什么？而压强是力的一种，是相互接触物质之间的力在垂直于面的分量/面积。没有接触，就没有压强的概念。而力的本质就是改变物质运动状态的原因，所以这个问题很玄幻，我们可以回到连续介质力学的应力状态、压强、热力学压强等概念，剩下的有兴趣的接着解释。

通流

看起来，这个看起来简单的问题，还真的是不那么容易说清楚的。

hgdzhang

就是啊，还是俺知识量不够啊。

uesoft

楼主2009年注册以来即一言不发，一发而不可收，一鸣惊人，搞得大家都纷纷出台自己的解释。目前解释还不足以让楼主满意。

通流

其实，onesupeng已经解释的很清楚了。力产生的原因永远是接触。这个接触可以理解成碰撞，也可以是电磁场之间的相互作用，当然也可以是重力场。（这里什么强/弱相互作用就不提了。主要是，我也不懂。）

不知，LZ到底有什么更具体一点问题。如果想问，那些宏观的物理量是如何反映到微观的解释中去，那么这个解释还是要费一点时间的。比如动量是如何转换成温度和压力的。我想如果LZ相信能量守恒，那么那些宏观的动能总是可以通过分子的随机碰撞转化成温度，因为温度就是分子的随机运动中的动能的度量。分子的速度提高了，那么分子对壁面的碰撞产生的动量交换就增加了，所以压力也增加了。

[ 本帖最后由 通流 于 2012-8-15 21:35 编辑 ]

uesoft

我的感觉是，分子运动理论的解释当然是合理的，书上也是这么解释的，问题是，自麦克斯韦推导出这些著名的分子速率分布函数以来，没有什么进展--当然也许是我不了解这些进展，在瞎说。我的意思是，为什么不可以把温度表达为光子运动的函数，把概率论表达为光子的速率分布函数。
我之所以坚持认为在分子运动理论上进一步发展为光子运动假设，是因为我近一年多来一直在思考，只有光子假设才能完美地解释分子运动论所不能解释的现象。当然，你也可以认为光子绕电子核运动的假设其实就是量子理论，不过量子理论考虑的是电子，我认为量子理论应该考虑光子。
其实据说已经有量子动力学软件Material studion能计算任何物质的性质，这也说明分子运动理论不如量子力学准确。很可能我们吵来吵去，是因为我们不了解物理学界的工作，用俗话说就是--“没看见过猪走路”。

hgdzhang

看来要想把宏观的流体现象搞清楚，非得明白微观的相关原理啊。
通流版主的解释，还是很专业的，受教了。

ustcsunl

话说海军要设计一艘需要下潜300米潜艇，要求计算潜艇受到的压强数据提供给结构工程师。工厂把任务交给了三个工程师。

    工程师甲没有上过大学，只学过中学物理，他拿起笔来，p=rho g h，于是算出了一个数据。

    工程师乙上过大学，翻开热力学和统计物理的书本，找到了计算压强的公式。坏了，这里面好多参数都不知道。再仔细一看，恩，这个公式好象是适用于空气的。书上说，对于水，那可不是这么简单的，书上没有公式。没有办法，上分子动力学模拟了。   

    工程师丙读过研究生，他知道流体力学。他说压强这玩意，首先要减去rho g h，我们再求解NS方程，就可以得到潜艇所受压强了。不过NS方程求解好麻烦，没有办法，只好上Fluent算了。