粉尘漂浮现象的物理学解释是什么(粉尘飘浮层)

导语：粉尘漂浮现象的物理学解释

1、粉尘漂浮现象

1.1粉尘的概念粉尘在一般情况下主要是指悬浮在空气中的固体颗粒，在我们的生活中关于粉尘的说法有很多种，比如灰尘，尘埃，烟尘，矿尘，砂尘等等称号，所以一般我们听到别人说这些词语的时候，我们都会把它们归类成粉尘。并且在国际上，对于粉尘的颗粒大小有标准化的规定，定义粉尘颗粒的粒径小于 75 微米的固体悬浮物为粉尘。虽然我们生活中常常听到粉尘的各种危害，但是事实上大气中的粉尘存在主要是为了保持我们地球上的温度的条件之一，所以当大气中的粉尘过多或者过少的时候会对我们的生活的环境造成很大的影响，除此之外，在我们生活和工作中，会产生很多的粉尘，这些生产性的粉尘会对我们人类的身体健康造成很大的危害，会诱导我们的身体中潜在疾病的发生。

1.2粉尘漂浮现象的产生原理在我们生活中随处可见粉尘，主要通过以下几种方式形成：气体升华凝固成气融胶；由烟产生；示踪气体的化学反应；地球表面的机械分解；小颗粒凝固成大颗粒。土壤和岩石被风化之后会被分裂成许多粒径较小的固体悬浮物漂浮在空中，他们伴随着花粉以及其他有机颗粒在空中漂浮着，除了自然原因产生的粉尘之外，还有由于人类生产的工业和交通运输的存在，使得很多粉尘副产物产生，他们通过烟囱和内燃机等设施的排放，这些废气中夹杂着很多粒径较小的颗粒，比如加利福尼亚和西班牙东部城区、英国、德国威斯特伐利亚鲁尔地区等大多数城市中的空气颗粒来源于当地的交通排放物。这些粉尘在通过振动和空气中的气流流动，使得沉积的粉尘重新浮游在空气中，也就是我们所说的二次扬尘。它们主要由金属元素、有机化学成分和无机盐类等组成近年来许多城市开展了颗粒物污染物源解析工作（表 1）。根据《环境空气质量标准》，按照粒径大小不同可将其分为总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等，粗颗粒一般来源于机械过程，细颗粒多由化学过程形成，多为气体挥发物形成的次生颗粒。

1.3粉尘漂浮的高度对于粉尘漂浮现象的分析，粉尘的浓度分布随着高度变化有一定的分布规律。如果应用高斯扩散模型对粉尘的扩散进行建模，可以发现在建筑周围的某一高度，此处空气中粉尘的浓度达到大值，即“扬灰层”。在我们国家的调查中，一般的粉尘漂浮的高度是大致 30到 40 米左右，这样说，很多同学应该没有什么概念，我们可以按我们的楼高来看，一般粉尘漂浮的高度是在我们所居住楼房的 9到 12层左右，但是粉尘漂浮的高度也不是固定的，这还需要对当地的建筑、气候等环境有一定的参照。

2、涉及到的物理学

粉尘为什么可以漂浮在空气中，漂浮也是一种运动状态的存在，从粉尘漂浮的运动状态，我们可以试着去分析粉尘它的受力情况。（1）机械力。在粉尘的产生过程中，粉尘颗粒可能受到外部给它的作用力，从而使它以较高的初速度向某方向运动，像被投掷的物体一样，从而离开粉体或物体。由于粉尘颗粒极小，可以忽略其所受重力的影响。但是，粉尘颗粒不能单纯依靠机械力给予的动能而四处飞扬，即机械力不是粉尘飞扬的根本原因。（2）随机力。由于气体分子在不停地做无规则的热运动而使微细颗粒做无规则的布朗运动，所受力具随机性，因而称该力为随机力。微细颗粒本身由于与大量进行热运动的气体分子相碰撞而做布朗运动，但单独依靠它的运动而得到的扩散是微不足道的。（3）粘性力。粉尘颗粒依靠随机力和重力作用而得到的运动速度很小，不能成为粉尘扩散和飞扬的主要原因，只有在粉尘粒子直径小于 1微米的情况下才有意义。粉尘的扩散和飞扬只能由空气的流动而产生，即空气给予粉尘颗粒的粘滞动力而产生。室内的空气流动一般相对于机械力作用而产生的速度、热运动扩散速度和重力沉降速度高得多，此时，可以完全不计重力、机械力及随机力作用。因而粉尘本身没有离开空气的作用力而独立运动的能力，只能随风飘扬，这就说明，在这些作用力中起决定性作用的是空气对粉尘的粘性力。

3、漂浮粉尘的危害类型

粉尘虽然有功也有过，但是我们在生活中一般都是在讨论粉尘带给我们的各种危害，尤其是大气的污染，总是在危害着我们的身体健康，因为粉尘中有很多的有毒成分，比如一些有毒的元素，汞和砷等，而且粉尘中有很多粒径很小的微粒，这些微小的微粒被我们吸入肺部的时候，会引起中毒性肺炎，甚至严重者会形成肺癌。除了对我们的身体有危害之外，还会对我们的建筑物进行腐蚀，尤其是对我们国家的古文化建筑进行腐蚀，还会对我们所食用的蔬菜有影响，因为这些粉尘落在植物的叶面上会阻碍植物的光合作用，抑制着植物的生长。骇人听闻的危害就是粉尘爆炸，世界上所有物质都是具有一定能量的，而且粉尘微粒的粒径又是极小，表面积又大，这就是的粉尘微粒的表面能增大了。而且当漂浮的粉尘与空气混合的时候，就会形成可燃的混合气体，一旦遇到明火或者是高温物体的时候，极易着火，释放大量的热量。这对人类的身体的冲击力是很大的，所以每当面粉厂发生爆炸的时候，都会损失惨重。

4、漂浮粉尘的处理措施

对于漂浮粉尘的处理，根据不同的需要，有不同的处理技术。综合抑尘技术，这个技术包括着生物纳膜抑尘技术，云雾抑尘技术以及湿式收尘技术等，生物纳膜抑尘技术就是将生物纳膜喷在物料表面，吸引小粉尘微粒，这些粒径小的粉尘颗粒聚合成大颗粒，在重力的作用下进行沉降，并且除尘的效率很高；云雾抑尘技术通过高压离子雾化和超声雾化，增大粉尘与水雾之间的接触面积，使得粉尘和水雾结合下落。湿式收尘技术是通过压降来吸附着漂浮着粉尘的空气，并在离心力以及水和粉尘结合的双重作用下进行除尘。这些技术都能做到高效的除尘作用。结语作为高中生，我们需要通过我们所学的知识来解决生活中存在的现象，只有学有所用才能很好的运用所学的知识，本文通过对漂浮的粉尘的物理学解读，让我们对粉尘有了进一步的了解，可以让我们更好的认识物理学。

本文内容由快快网络小德创作整理编辑！