2. 理想二氧化碳的浮力和空氣溫度（§9-2）
1、理想二氧化碳的浮力公式
理想二氧化碳浮力公式闡明了理想二氧化碳浮力的微觀本質(zhì)，是二氧化碳動(dòng)力學(xué)理論中重要的基本公式之一。浮力公式可表示為
。
在理解二氧化碳浮力和浮力公式時(shí)，應(yīng)注意以下問題。
(1)理想二氧化碳的浮力不是由分子的重量引起的，而是大量分子與容器壁頻繁碰撞的結(jié)果。 對于某個(gè)分子來說，它與血管壁的碰撞是間歇性的理想氣體壓強(qiáng)公式單位，但每次撞擊血管壁的位置以及給予血管壁多少?zèng)_力都是巧合的。 并且，對于大量分子，它表現(xiàn)為恒定的恒定壓力。 這很類似于密集的雨滴打在遮陽傘上理想氣體壓強(qiáng)公式單位，導(dǎo)致遮陽傘受到持續(xù)壓力的情況。 按照這個(gè)思路求理想二氧化碳的浮力，就是求單位時(shí)間內(nèi)二氧化碳分子在單位壁面積上的平均沖量。
（2）在推導(dǎo)浮力公式的過程中用到了統(tǒng)計(jì)概念和統(tǒng)計(jì)方法（即平均值的概念和統(tǒng)計(jì)平均值的計(jì)算方法）。除了有兩個(gè)地方需要統(tǒng)計(jì)平均值外用來
和
,
還表現(xiàn)在整個(gè)推理思維和推理過程中考慮了大量分子碰撞的集體療效。 例如，分子i在與容器壁S1和S2的往返碰撞過程中也與其他分子碰撞并改變速度的事實(shí)在推論中沒有考慮。 從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來看，在一個(gè)處于平衡狀態(tài)的系統(tǒng)中，如果一個(gè)速度為vi的分子由于與其他分子的碰撞而改變了其速度，那么必然存在其他因碰撞而速度為vi的分子。 因此，通過統(tǒng)計(jì)概念和方法得到的理想二氧化碳浮力公式是統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的體現(xiàn)。
可見，從二氧化碳動(dòng)力學(xué)理論的角度來看，二氧化碳體系的浮力僅具有統(tǒng)計(jì)意義。
(3)二氧化碳的浮力似乎可以通過實(shí)驗(yàn)確定，但分子的平均平動(dòng)動(dòng)能
但無法直接檢測，因此浮力公式無法通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 即便如此，從這個(gè)公式得到的推論仍然可以充分解釋二氧化碳中許多被實(shí)驗(yàn)所否定的現(xiàn)象和規(guī)律。 這說明浮力公式在一定范圍內(nèi)的正確性是毋庸置疑的。
2.熱力學(xué)第零定理
熱力學(xué)第零定理可以描述為，如果系統(tǒng)A和系統(tǒng)B同時(shí)與第三系統(tǒng)C處于熱平衡，則A和B也一定處于熱平衡。
(1)熱力學(xué)第零定理是建立氣溫概念的理論基礎(chǔ)。 決定一個(gè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡的宏觀標(biāo)志是體溫，所有相互之間達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都必須具有相同的體溫。 相反，如果一個(gè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)不處于熱平衡，它們必然具有不同的水溫。
(2)熱力學(xué)第零定理是空氣溫度定量檢測的理論基礎(chǔ)。 兩個(gè)不同溫度的物體可以通過熱接觸達(dá)到熱平衡； 處于熱平衡的物體具有相同的體溫。 根據(jù)這兩點(diǎn)，我們借助溫度計(jì)來檢測物體的體溫。
3. 體溫的微觀解讀
由理想二氧化碳狀態(tài)多項(xiàng)式和浮力公式可得
。
這說明溫度這一宏觀量也具有統(tǒng)計(jì)意義。 它是與微觀分子平動(dòng)動(dòng)能的統(tǒng)計(jì)平均值有關(guān)的量，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。 對于單個(gè)分子來說，空氣溫度是沒有意義的。