Татарин>> Хе. Хорошая попытка. Но давай засунем Землю в термостат - зеркальную коробку, обеспечим замкнутость системы. Посмотрим, что изменилось?
leon> Я думаю, что при наличии зеркальной коробки равновесная система будет заполнена фотонами всего доступного спектра, которые будут поддерживать одинаковую температуру по всему объему. А влияние гравитации сведется только к зависимости давления от высоты с соотвествии с распределением Максвелла-Больцмана.
Но почему?
Полагаешь, газ не может быть достаточно прозрачным для излучения?
Вот смотри: летит себе снизу молекула, подлетает на высоту 30 км, замедляется, на пике - энергия почти ноль. Что нужно, чтобы её энергия была равновесна с излучением? Нужно чтобы она за это малое время (пока она на пике) успела обменяться энергией со светом.
ПРосто прикидка: пусть у нас температура на поверхности околокомнатная, гравитация - примерно земная, а газ - почти азот. Газ на высоте полагаем с хорошей точностью идеальным, потому что плотность газа нас волновать не должна, нам важен принцип, а не удельная мощность дивайса.
Пусть вертикальная скорость молекулы для круглого счёта - 1км/с, тогда весь путь наверх с уровня "ноль" занимает 1000м/с / 10м/с2 = 100 секунд.
Плотность излучения при температуре 300К: 5Е-8 * 300
4 ~= 500Вт/м2. Энергетический максимум - 10мкм, энергию фотонов примерно берём за 1239/10000 ~= 0.1эВ (это всё прикидки, нам важен порядок!). 500/1.6Е-20 = 3Е20 фотонов/c м
2.
Зеркало количество фотонов, пролетающих через единичную площадь удваивает, то есть ничего качественно нового в картину не вносит.
Внимание, вопрос: сколько раз за 100 секунд молекула нормального такого газа (площадь - порядка 1Е-20м2), у которой вовсе нет переходов в этой области, успеет обменяться энергией с фотонами при такой плотности излучения?
Ответ: ноль; и этот ноль - с хорошей точностью.
Возражения есть?
П.С. Если есть, то как объяснишь тот факт, что на Земле, с её достаточно плотной атмосферой, каждые сутки наблюдается т.н. "день", астрономы изучают спектры звёзд (а не спектр АЧТ воздуха), а воздух почему-то не прогревается до равновесных на орбите Земли 400К?