正確答案:
地球上的是11.2千米每秒,這意味著任何地球上的物體,如果以11.2千米每秒的初速度向上運動,它就能脫離地球的影響而飛出去。這對大到火箭、小到分子的任何物體都適用。
在室溫下,大氣中的氧分子的平均速度是0.5千米每秒,氫分子的平均速度是氧的4倍。在大氣中,運動速度超過11.2千米每秒(逃逸速度)的氣體分子,只佔一個極小極小的百分比。而且,即使能達到這樣高的速度,這些分子在大氣的低層也是不可以逃逸的,因為在低層大氣中分子間的碰撞機會很多,這些在同速度較慢的近鄰分子碰撞後,運動速度就會慢下來。
然而,在高層大氣中情況就不同了。首先,那裡強烈的太陽輻射會把大氣分子中很大一部分激發到極高的能量和很大的速度。其次,在高層稀薄空氣中,分子間碰撞的幾率大大減小,分子的平均自由程大為增加。在220千米的高空,大氣分子的平均自由程竟達到1000米!在那裡,一個分子每秒中的平均碰撞次數只有一次,而在海平面上每秒卻要碰撞50億次。因此,在高層大氣中分子的逃逸可能很大。
大氣分子逃離地球,這意味著大氣層在。但出去的主要是最輕的氫分子,由於氧和氮分子相當重,而在給定溫度下,每一種分子的平均速度與它們的分子量的平方根成反比,所以氧和氮分子只有很少一部分能達到逃逸速度。這就是今天的大氣中氧和氮占的比例最大的原因。而氫和氦等輕元素,由於它們的氣態分子較容易逃離地球,造成今天的大氣層中氫和氦的含量所剩無幾,尤其是氦,它已成為。