我國的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星的發(fā)射成功,重新點燃起國人對月球的激情.根據(jù)天文觀測,月球半徑為R=1738km,月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的
,月球表面在陽光照射下的溫度可達(dá)127℃,此時水蒸氣分子的平均速率達(dá)到v
0=2000m/s.試通過計算分析月球表面沒有水的原因.(取地表面的重力加速度g=9.8m/s
2,水蒸氣分子的平均速率指的是各分子速率的平均值)
假設(shè)月球表面有水,則這些水在127°C時達(dá)到的平均速率v
0=2000m/s必須小于月球表面的第一宇宙速度,否則這些水將不會降落回月球表面,導(dǎo)致月球表面無水.
取質(zhì)量為m的某水分子,設(shè)月球表面的第一宇宙速度為v
1,
因為
G=m又
mg月=G,
g月=聯(lián)立解得v
1=
=
≈1684.85m/s.
因為v
1<v
0,這些水分子將會象衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動而不落到月球表面,使月球表面無水.