问答题
做匀加速直线运动的车厢中放一相对于车厢静止的匣子,匣子中的气体是否处于平衡态?从地面上看,匣子内气体不是形成粒子流了吗?匣子内气体的密度是否处处相等?
【正确答案】虽然从地面上看,运动匣子内气体分子形成了粒子流,但是应该注意到,热学与力学的主要区别在于:热学一般不考虑把系统作为一个整体的宏观机械运动,若系统在作整体运动,则坐标系应该取在运动的系统上.以匣子为参考系,匣子内气体不存在粒子流,所以匣子中气体处于平衡态.
但是,匣子内气体的密度并不处处相等.这是因为匣子在做匀加速直线运动,它是一个非惯性系,因而匣子中处处存在惯性力.我们也可以说匣子中存在一个惯性力场,它与重力场是完全类似的.我们知道,在重力场中气体的密度随高度有一个分布,同样,做匀加速直线运动的匣子内的气体的密度沿运动方向也有一个分布.但是这种密度的不均匀并不影响平衡态的建立,也就是说系统仍然可以处于平衡态.
【答案解析】