
我们先一步步计算。
1. 已知数据:
颗粒直径 d=2.5 μm=2.5×10−6 md=2.5 μm=2.5×10−6 m
体积 V=V= 题中没说,我们可以求出来。
PM2.5 颗粒可视为球体(题目默认)。
球体积公式:
2. 计算体积:
V=43π(1.25×10−6)3V=34π(1.25×10−6)3(1.25×10−6)3=1.953125×10−18 m3(1.25×10−6)3=1.953125×10−18 m3V≈43×3.1416×1.953125×10−18V≈34×3.1416×1.953125×10−18V≈4.1888×1.953125×10−18V≈4.1888×1.953125×10−18V≈8.181×10−18 m3V≈8.181×10−18 m3为了精确一些,我们保留:
V≈43×3.14×1.953×10−18V≈34×3.14×1.953×10−18≈4.1888×1.953×10−18≈4.1888×1.953×10−18≈8.178×10−18 m3≈8.178×10−18 m33. 质量计算:
题目中应当给出 PM2.5 颗粒的密度 ρpρp,但题干里只给“体积为 VV 的 PM2.5 颗粒悬在密度为 ρ空气ρ空气 的大气中”,密度数据可能前面有,这里漏打了。
常见的估算中,PM2.5 颗粒成分多为有机物、硫酸盐、黑碳等,密度范围 1000 kg/m3∼2000 kg/m31000 kg/m3∼2000 kg/m3,取 ρp≈1.5×103 kg/m3ρp≈1.5×103 kg/m3 为例计算(如果题里原数据有,要代原数)。
假设 ρp=1500 kg/m3ρp=1500 kg/m3:
m=ρp⋅V=1500×8.178×10−18m=ρp⋅V=1500×8.178×10−18m≈1.2267×10−14 kgm≈1.2267×10−14 kg4. 所受重力:
G=mgG=mgg=10 m/s2g=10 m/s2G≈1.2267×10−13 NG≈1.2267×10−13 N5. 最终答案(按 ρp=1500 kg/m3ρp=1500 kg/m3 假设):
1.23×10−14 kg1.23×10−13 N1.23×10−14 kg1.23×10−13 N注意: 如果原题给出了颗粒密度 ρpρp 的具体数值,需代入得出精确结果。这里给出的是一般情况下的估算。