一颗行星上的大气层的密度和什么因素相关联的？

看到有关火星史前大气层的报道想到的问题。

考虑一下金星和地球，质量差不多，大气层密度却差了两个数量级。貌似大气层密度和行星的重力关联不大？这方面有什么公式么？



还有一个架空的问题，现在月球上基本没什么大气层，如果人为引入一个大气层，比如用空气、氮气或氙气，理论上，能够长期维持稳定的密度能达到球大气层多少？月面的大气压能达到多少？

当然有关联，关键因素是两条：
行星表面的逃逸速度
气体分子/原子的热运动速率分布

另外，行星形成过程对大气的影响比较大。但地球大气的组成，与生命的关系极大。

这个以前讨论过的。金星的大气为何比地球浓密这么多？假如地球位于金星的位置，由于温室效应和海水的大量蒸发，同样会形成浓密大气层。假如金星在火星位置，其大气密度可能就会大幅度降低。
注意，分子的热运动速率中，如果有10%以上＞逃逸速率，这个大气组分就难以维持了，最后留下的，基本都是明显＜逃逸速率的大分子。

月球如果位于土星轨道或更远的地方，在其形成后，同样能维持住一个比较密的大气层。至于后面的那个问题，哪位物理好的算一下？

月球的逃逸速度是要明显小于常温下N2的热运动速度的吧,这样如果时间足够长的话,最终结果会是完全散逸,重新恢复到现在的状态

你问的这个问题和物理没有多大关系，倒是和行星化学有很大关联。
不是质量大大气层就一定厚，地球的大气还没有土卫六厚呢。。
我一直在强调，如果没有绿色植物的固碳作用，地球上的二氧化碳浓度也会很高，
如何计算呢，将所有煤层、石油、有机物中的碳换算为二氧化碳，
当然海洋、常温下的岩石也能吸收大量二氧化碳，金星上就不可以了

回复 4# sonic5188


   还是金星的位置不好,把海洋给蒸发掉了

查了一下，月球的逃逸速度大约是2.4km/s。

分子热运动速度怎么求呢？在网上找了一段算氧气的，貌似小于月球的逃逸速度啊。

氧气分子在20度下热运动速度是多少 浏览次数：1347次悬赏分：50 | 解决时间：2008-1-7 11:55 | 提问者：gudw
       最佳答案 根据平均速度的表达式：
v=√(8kT/∏m-)=√(8RT/∏m)
=√(8*8.3145*293/3.14*0.032)
=√193960.8678=440.71m/s

上面m表示氧气分子的摩尔质量0.032Kg/mol
m=m-*N N为阿氏常数为6.02E23
则：k/m- =R/m
∏:为pi=3.14
k为玻尔兹曼常数，R为摩尔气体常量=8.3145
T=t+273=273+20=293K

http://zhidao.baidu.com/question/42831095.html

长知识了~~~~~~~~~

看不懂樓上的.............

我找到一个公式，μ=3RT/ν^2

μ是气体的摩尔质量
R是摩尔气体常量，R = 8.31 J/mol·K
T是温度，T = 293 K
ν是气体分子方均根速率，一般来讲分子方均根速率（表征平均动能）超过逃逸速率（表征无穷远引力势能）X倍才能维系在星球表面，因为一部分的速率分布在比这个高的。以地球为例，氦是8倍，氮是22倍。物理书上写的束缚界限是9~10倍，我们再加点安全余量就算12倍吧。月球上的逃逸速度约为每秒2.4公里，12倍余量即 ν ≤ 200 m/s 。

这个公式的意思是说，稳定性的大气层的分子的分子量应该与温度成正比、与逃逸速度的平方成反比。构成大气层的气体的摩尔质量必须足够大，如果不能找到适合的分子，就不能建立稳定的大气层。

算下来，μ≥180k/mol，意味着气体的分子量要大于180，貌似没有这样的气体。但是如果余量放宽到10倍，即让分子方均根速率提高到0.24km/s，20度时，气体分子量只要大于127就行了。貌似氙气可以满足，分子量有131.3。

也就是说，用氙气可以在月球勉强维持一个大气层。但是如果要长期稳定的话，月表还要有生产氙气的机制，补充那些逃逸到太空里的氙气。

最新成分：四氯化碳
分子式：CCl4
分子量：153.84

性能比氙气好，可以自成液体，容易生产。

新的化合物来了。

六氟乙烷，又称全氟乙烷。分子式CF3CF3，分子量138。是无色、无气味、非易燃的气体，沸点-78℃，在24.3℃以上时不能保持液态。低毒性。它在大气层中的寿命，一说是500-1000年，一说是10000年，很稳定。虽然难以形成液体，不过已经很不错了。


一氯五氟乙烷，又称氟利昂115，分子式CClF2CF3，分子量154，沸点-39℃，不燃气体，遇高热会分解，有低毒性。大气中寿命大约是400年。

四氯化碳的寿命，一说是42年，一说是60-100年。但这似乎都是因为氧化或者别的什么原因造成的，我查了一下，一般资料认为四氯化碳不容易被光解，以至于人们研究有机物光解作用的时候，都用四氯化碳做溶剂。

以三种似乎都是可用的气体。氙气主要的问题是不容易制备。另外汞也可以，原子量约201，但是毒性太大，也不适合。

回复 12# vimb


    使用这些物质为月球构建大气层没什么意义吧,人还是不能呼吸,而且这些氟代烃的温室效应都是一等一的,利用这些东西构成大气,很快就热的不行了,月球没有磁场,太阳风也会让大气层散逸的,其实人类能殖民月球之后,呆在玻璃罩里也不错啊,未必一定要有大气的...

需求是这样的：有大气层之后，可以全面抵抗微陨石，另外如果人类居住区的大棚破个洞什么的，也不容易发生大的灾难。

大气层顶部会一直有气体逃逸，所以还需要月面上有适当的大气生成装置。

温室效应确实是个问题，今天也有其他网友跟我说氟开采起来不容易。所以氟利昂115和氟利昂116可能不是好的选择，这样就剩四氯化碳了。

回复 14# vimb


    还要考虑一个问题啊。
月亮上，太阳直接照到的地方，温度很高啊，似乎是远高于100度啊。这时，气体的动能是否增大？更容易逃逸？

回复 15# 浪淘沙


    有了大气层以后，这种情况就极大缓解了。月球受到阳光辐射的强度其实和地球一样的。

回复  浪淘沙


    有了大气层以后，这种情况就极大缓解了。月球受到阳光辐射的强度其实和地球一样的。 ...
vimb 发表于 2011-5-17 20:51

                               
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    也不完全一样啊。
地球上的24小时一昼夜。
而月亮上约30天一昼夜。
这使得受到太阳照射时，过热了。
受不到太阳照射时，过冷了。

在月球上建立大气层没有必要。我们以后在月球的天然洞穴中建立基地就可以了，然后在月球中挖地道既可。

在火星上，使用SF6是相当好的选择，可以迅速恢复大气层，但这是一次性的，会产生什么后果，只有天知道了——火星只有这些CO2和H[sub]2[/sub]O了，一旦用完就没了。

回复 18# gohomeman1


    SF6也是超强温室效应啊...

也不完全一样啊。
地球上的24小时一昼夜。
而月亮上约30天一昼夜。
这使得受到太阳照射时，过热了。 ...
浪淘沙 发表于 2011-5-17 21:25

                               
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    昼夜时间过长似乎也是个问题，要求大气层的热容足够大，这方面可能需要进一步的计算。


PS：这方面应该用什么公式算？