背景

热对流效应是低压气体系统中由温度梯度引发的重要物理现象。考虑一个由细管连接两个容器组成的封闭系统，两个容器（编号为1�?）保持在不同温度T�?/span>�?/span>T₁�/span>下。当系统中气体压力较高时，根据流体力学定律，系统中任何地方的压力都相同。随着压力逐渐降低，当连接管直徃�/span>d与气体分子平均自由程λ达到相同数量级时，就进入分子流区域，流体力学定律不再成立，两个容器中的压力会产生差异。这种现象称为热对流效应（thermal transpiration effect），或称热分子流动效应（thermo-molecular flow effect）、热分子压差（thermo-molecular pressure difference）等、�/span>对于非封闭系统，会通过细管产生从低温侧向高温侧的稳态气体流动、�/span>

在低压气体吸附实验中＋�/span>当样品池与压力传感器处于不同温度时，即使在静态平衡条件下，也会由于分子平均自由程与管径相当而产生额外的压力差。这种偏差如果不加修正，将直接影响比表面积和孔径分布等参数的准确性、�/span>

这一效应最早由Knudsen 在经典实验中清晰展示：他利用带有多孔陶瓷球的系统，在球内加热镍铬丝形成温差，结果观测到气体从低温端稳定流向高温端，甚至能持续不断地吹出气泡。显然，这并非气体简单的热膨胀，而是由热分子流动驱动的真实压力差、�/span>

类似的现象也普遍存在于自然界中：

Ÿ植物中的空气交换和新陈代谢，就被认为部分依赖热分子流实现：�/span>

Ÿ土壤的向阳面和背阴面之间，因温差而发生热分子流，促进了土壤内部空气的循环：�/span>

Ÿ在某些工业装置中，温差引发的微小气体流动同样会累积成显著影响、�/span>

因此，这不仅是一个实验室釋�/span>“校正公式”的问题，而是广泛存在于物理、化学和自然环境中的真实现象、�/span>

在吸附实验中，这一效应尤其明显。以典型液氮吸附为例，样品池温度丹�/span>77 K，而压力传感器处于室温 293 K。如果忽略热对流修正，实际测得的压力可能比真实值高出近一倍，直接导致比表面积和孔径计算出现系统性偏差、�/span>

原理与特征区闳�/span>
热对流效应的形成机理可简化为：气体分子在温度差驱动下，从低温侧向高温侧发生非对称流动，从而形成稳态的压力差、�/span>

·在高压区（分子平均自由程λ�?/span>管径d）：遵循流体力学规律，P�?/span>/P₁�/span>=1：�/span>

·在低压区＇�/span>λ�?/span>d）：进入 Knudsen 区域，严格满� P�?/span>/P₁�/span>=