诺奖级重大科学研究：发现空间第五种力：流动力

zhouqiang15898

重大科学研究：发现空间第五种力：流动力

                      周强

说明：经过二年来推出流动力的相关研究文章，大家一定对流动力很好奇，本文着重谈谈流动力的概念！

内容摘要 本文作者经过对大量气象和物理理论的温度场和压强梯度的研究，发现了物理学的第五种力---流动力！这个力的发现具有划时代的研究意义，对气象模型的建立，气象受力分析（台风等），地震理论建立和受力分析，天体模型的建立以及动力工具的受力分析（如飞机设计就不需要依靠风洞来获得大量的设计实验数据，直接使用流动力模型参数数据就可以分析飞机模型的受力状况）等等都有极重要的价值！

关键词：流动力，流动力差， 理想气体，马德里实验，气象

1. 1 流动力   

   定义：在一个开放的环境里，任何物体都会有流动的趋势，从高温流向低温，从高浓度流向低浓度，从高压到低压，那么这个流动趋势就存在一个流动的力，把这个流动的力称为流动力。用字母F表示：
F= k Tρg / P  （注：此公式为原创，未经作者同意不得引用）        （1）
这里k是修正系数， 如果是理想状态，K等于R为普适气体常量

物理量纲为L^2*T^(-2)*M* N ^(-1)* Θ^(-1)
g为星球对物体的重力加速度  物理量纲为L*T^(-2)
T为此流动物质温度         物理量纲为Θ
ρ此流动物质的浓度  物理量纲为N* M*L^(-3)
P为此流动物质所受的压强  物理量纲为M*T^(-2)*L^(-1)
当然如果把浓度ρ换算成密度ρ，则ρ可以写成nρ，
则公式可以写成：F= k Tnρg / P                 （2）      
这里n为此物质的量（分子的数量或摩尔数） 物理量纲为N
    ρ为此物质的在空间密度   物理量纲为M*L^(-3)

注释：从高温流向低温，从高浓度流向低浓度，从高压到低压的趋势，或者由温度，浓度，压强三者决定的一个流动势力（流动势能的体现），就象重力一样（重力势能的体现）。

1.2流动力差
    定义：在一个开放的环境里，一个物体从A地流向B地时，或从B地流向A地，必然存在一个高温流向于低温，从高浓度流向于低浓度，从高压到低压的一个流动过程，并最终达到一个相对平衡过程。在一个开放的环境里，不管什么样的物体，它们每时每刻都在和外界寻找这样一个相对平衡的过程。那么物体能不能互相流动，决定于他们二地的流动力的差值，我们把他称为流动力差！用字母f表示：
f = FB- FA =k TBnBρB g / PB- k TAnAρA g / PA
即
f =k（TBnBρB / PB - TAnAρA / PA）g （注：此公式为原创）（3）
由（3）式知：
当TAnAρA / PA / PA＞TBnBρB / PB时，　　　　（4）
物体从A地流向于B地
当TAnAρA / PA＝TBnBρB / PB时，（5）
物体处于相对平衡状态
当TAnAρA / PA / PA＜TBnBρB / PB时，（6）
物体从B地流向A地
   
1.3物体为什么能漂浮在空中

由（1）的流动力差和物体在星球所受的重力我们可以知道：

1）．当物体的流动力差大于物体的重力时：
即
f＞mg               （7）

物体就会飘在空中

2）．当物体的流动力差等于物体的重力时：
即
f=mg                （8）

物体就会处于相对平衡状态
3）．当物体的流动力差小于物体的重力时：
即
f＜mg              （9）

物体就会降落和静止在地表面上

2.实验和推理：

2.1推理1：

为什么理想气体不考虑重力？

从（2）知道物体的流动力是F= k Tnρg / P，当物体是理想气体的时候：

则有k=R。另外从理想状态方程PV =nRT可以得P=nRT/V代入（2）：

F= R Tnρg / （ nRT/V）=ρVg      (10)

又因为m=ρV

则：F=mg

也就是当物体处于理想气体的状态时，他的流动力是等于他的重力，那么流动力和重力的力差f：

f=F-mg=mg-mg=0

也就是说当物体处于理想气体的状态时，他的流动力抵消了重力，换句话说，这时的理想气体可以不考虑重力！

这也就是为什么理想气体只适合高温低压的原因，我们从流动力公式F= k Tnρg / P中可以看出，只有高温（T）或者低压(P)，流动力才能保证大于重力，也就是流动力抵消重力的影响，理想气体才是符合理想方程的，否则一旦流动力低于重力，这个理想方程就不成立了！

2.2推理2：

马德里实验的压力就是流动力差

    设球外面为A，里面为B，则：f = k TBnBρB g / PB- k TAnAρA g / PA，而因为里面为真空状态，则B的流动力为零，则f=- k TAnAρA g / PA = -ρAVA g,而这里VA等于球表面积SB和高h的剩积，所以f=-ρAVA g = -ρA g h* SB，因为ρA g h却是压强PA

所以f=-ρA g h* SB = -PA* SB

   这时球体所受的压力跟流动力差是一样的！其实很多真空状态都是这样，比如假肢套，比如深陷污泥拨不出来（要拨出很简单，通根皮管加高压水即可解除真空低压）等等

2.3实验：（以乌兰布和沙漠监测数据为例）

2.3.1实验过程：在乌兰布和沙漠监测不同时段的相对湿度和温度数据

Figure 1. In the WuLanBuHe desert measurement experiment data

图1.在乌兰布和沙漠测量实验数据

在太阳底下隔着这么大的一块石碑，测出在乌兰布和沙漠2012-10-17， 16：41左右的数据：测得阴面相对湿度是32（温度9），而阳面湿度是5（温度19）

2.3.2实验数据：

这是2012-10-17在乌兰布和沙漠测量的数据：（为了原则原味，数据没用电脑标准格式）

Table 1 In 2012-10-17 WuLanBuHe desert measurement data

表1 2012-10-17在乌兰布和沙漠测量的数据（这里ρ是相对湿度非浓度）

2.3.3实验计算：

在一个很小的空间，压强是基本相等的！那么他们的流动力是否相等？我们现在以2012-10-17， 16：41测的数据计算一下二组的受力情况

通过计算可以得出二地流动力近似相等！（计算过程省略）

   从流动力F= k Tρg / P 知道，只有T和ρ发生变化(以16:41的测得数据为例），T增大（阳光下19度），ρ就减少（阳光下湿度为5），T减少（阴面下温度9），ρ就会增大（阴面下湿度32）！
   这就是热空气会阻碍水汽的原因也是导致沿海台风的原因，一旦沿海地区森林破坏，沿海的裸露的地表在阳光下，温度急剧升高，引起沿海大陆的气流流动力接近海洋气流的流动力，导致大量海洋水汽被阻沿海，造成沿海水汽高压带，大量海洋水汽被阻的最终结果就是就地解决形成暴雨，甚至台风出去或改道！

3.总结：

   流动力是通过物体的浓度，温度和压强来传递能量的一种力，它可以解决气象，地震，天体运转，动力工具等等应用的受力分析都有极重要的价值和重大意义！

                                                                         2009-8月提出

                                                                     2012-2月完稿

                                                                     2013-03-05修订

言深深

不知道您这里的重力（mg）是否还具有大气动力学里面的地转偏向力的概念，如果没有的话，就不止f=mg那么简单了，因为这两个力平衡的情况下，并不意味着静止···因为地球一直处于旋转之中···

没有放弃过

太长了  没看懂

lqouc

从高的向低的的趋势，赶脚就像是广义的势能啊，就像我们提出的位势，这个大概可以理解为温度势压力势吧？贸然说什么第五种力，不是很严谨啊。

whmooncool

物体能漂浮在空中，这不是我们平时说的浮力吗？流动力是包含了这部分吗？

freekiller

表示看不懂

zhouqiang15898

freekiller 发表于 2013-3-6 15:53

                               
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表示看不懂

   从高温流向低温，从高浓度流向低浓度，从高压到低压的趋势，或者由温度，浓度，压强三者决定的一个流动势力（流动势能的体现），就象重力一样（重力势能的体现）

天心云

这些用现有的力学理论都能解释了，这个流动力能使这些公式简化吗？

天心云

天心云 发表于 2013-3-7 08:52

                               
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这些用现有的力学理论都能解释了，这个流动力能使这些公式简化吗？

哦，那我认为你还是先把它运用到某一领域，取的突破性进展了，别人就接受了。

tera001

科学爱好者！