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1.导言
人们一直以为在力场中理想气体的平衡态只有压力梯度和密度梯度，并不存在温度梯度，笔者仅仅运用朴素的分子运动论思想方法结合简单的数理逻辑即顺利导出清晰可信的新结论：在力场中达到平衡态的理想气体系统恒存着正比于力场强度的温度梯度，但这仅仅是个定性的结论，仅仅指出这温度梯度正比于力场强度，但尚未给出其具体的精确的比例关系式，也就是说，在力场中的平衡态理想气体的各点参量究竟满足怎样的关联式？这必需讨论清楚......这对于建立理想气体自引力体系的物理模型尤为必要。 2．力场的平衡态虽然恒存着特定的温度梯度但并无传导热流 这里值得强调指出的是，虽然在力场中的平衡态体系必然恒存着正比于力场强度的温度梯度，但却并不伴生传导热流，因若这种温度梯度一旦伴随着传导热流，这个温度梯度就不会永远存在着。这就与 “力场中必然恒存着正比于力场强度的温度梯度”的结论相悖，所以力场中平衡态所存在着的正比于力场强度的温度梯度并不能驱动相应的传导热流。 3．力场中的平衡态体系各点热力学参量被同一个绝热方程所关联 因为力场中的平衡态虽然恒存着正比于力场强度的温度梯度但却并不伴随传导热流，所以其各局域一直保持着热孤立（绝热状态）；现在依然没有理由知道在力场中的平衡态体系各局域的参量关系究竟是怎样的。 我们不妨设想有这样一个过程：（在惯性空间）有一个气柱从匀速直线运动开始产生加速度且渐渐增大......这就相当于惯性空间产生外力场且渐渐增大力场强度。此时该气柱也从参量均匀分布状态开始产生且渐渐增大压力梯度、密度梯度以及温度梯度，而且这正比于力场强度的温度梯度一直没有伴生传导热流，即其各局域一直处于热孤立（绝热）状态，各个局域都一直在进行绝热（可逆）“压缩”......虽然各个局域的绝热（可逆） “压缩”的程度不尽相同，但却都具有共同的起点（初始状态）。或曰虽然各局域具有不同的 “压缩”进程但却都处在同一条绝热曲线上。就是因为各个局域一直处于（无热流伴随的）绝热（可逆） “压缩”过程，尤其具有共同的起点（初始状态）。 换言之，在初始状态，体系的一切热力学参量都处处相等，当然 其摩尔熵也处处相等，当其出现加速度且逐渐增大过程，诚然遂即出现了（正比于加速度的）温度梯度但却并未伴生传导热流，故而各局域便开始进行绝热（可逆） "压缩"，依据熵增定律（绝热过程其摩尔熵永不减少，只有绝热可逆的过程才能保持其摩尔熵不再增加）这属于一种"定熵过程"，也就是说各局域的摩尔熵一直保持着初始值不改变，因为体系初始状态各局域具有相等的摩尔熵，所以这种等摩尔熵的关系一直保持不变。这就得到了一个重要结论：在力场中的平衡态各局域具有相等的摩尔熵（CvlnT+RlnV=常数）；即满足同一个绝热方程： （T^Cv）V^R=新常数。 4．讨论 这个结论对（理想气体）自引力体系很必要；因为只有依据这个绝热方程，再结合 状态方程以及静力平衡条件这个三个约束条件方可唯一确定自引力体系的三个未知函数：即压强分布函数，密度分布函数以及温度分布函数；若对其温度分布函数求导即得精确的温度梯度函数；这时所得的温度梯度已经不再是定性的结论了。 顺便指出，人们在建立声学方程时早就使用着“绝热方程”（被人们称之为“泊松方程”）。（ 人们使用绝热方程的）理由是，因为声振动过程太快，介质中出现的温度梯度瞬间即逝，来不及驱动（传导）热流，故而近似作一种绝热波动过程，也只有这样所得的声速计算公式才得到测量结果的支持。现在方知，并不是因为“介质中出现的温度梯度瞬间即逝，来不及驱动（传导）热流”，而是这种非惯性运动（振动）所导致的（正比于当地加速度的）温度梯度不管持续多久都不会导致传导热流的产生；因而在可逆的绝热波动过程，介质各点的热力学参量必然被同一个绝热方程所关联。 |