Некоторые основные понятия кинетической теории газов.

Некоторые основные понятия кинетической теории газов.

Некоторые основные понятия кинетической теории газов. Следующие главы книги посвящены транспортным явлениям в потоке: внутреннему трению (вязкости), теплопроводности и диффузии. Название «движущийся процесс» родилось потому, что молекулы в непрерывном движении сталкиваются с другой молекулой, чтобы переместить импульс (явление вязкости), кинетическую энергию (явление теплопроводности), изменить место (явление диффузии). С. С.

Два 3. Т ’ (ООН-1） 1. одним из основных уравнений*кинетической теории газов является уравнение Клауса, определяющее давление газа. Где P-давление. ты> ’ 2 м Средняя кинетическая энергия молекул, содержащихся в р-1 см3. t-масса 1 молекулы. * да-скорость движения молекулы. n-числитель числа 1 см9. 1 молярное уравнение состояния для идеального газа pU = CT (Г? Газовая постоянная) может быть выражена как： = С <> КТ(ООН-2） Где P-давление. V-объем 1 моля газа. А ^ о это число молекул, содержащихся в 1 Моле газа, то есть Авогадро. k-постоянная Больцмана. T-абсолютная температура. K = 8,31 * 107 эргк * моль); M0 = 6.023•1023 1 / mol k = ^ = 1.38 * IG16 erfrad.

Для того чтобы понять суть явлений переноса, вспомним несколько основных понятий и определений кинетической теории газов. Людмила Фирмаль

• Из уравнений (UN-1) и (UP-2) можно получить уравнение Больцмана. ^=/Л (Ю11-3） Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа в хаотическом тепловом движении пропорциональна абсолютной температуре. (UI-4） Средняя линейная скорость молекулы по приведенным выше： Где M-молекулярная масса. * Вывод из приведенных уравнений можно найти в работах Partingto[я], Strauf [2], Елинек [3], и Эйкен [4]. Например, при температуре 17 ° С, средняя линейная скорость молекул азота выглядит следующим образом: ^ гду = г ^ да 5 * 104 см / С = 500 м / с Аналогично вычисляется средняя линейная скорость Молекулярная масса молекулы водорода составляет 1800 м / с.

Итак, молекулы газа движутся с разной скоростью. интеллектуальная собственность= 4. л. Н2> «»’»Максимум 2 секунды гв Т. Щеки (ООН-5） Согласно Максвеллу(1860), число молекул ip, скорость которых изменяется от m до(xm + ym), равно： Здесь Schmax наиболее вероятное значение скорости молекул в системе, соответствующее максимальному значению кривой Максвелла, представляющей зависимость np / ng от k. то есть зависимость изменения числа молекул со скоростью w от этой скорости (рис. VII-1). Заштрихованная область UN-1 на рисунке соответствует числу молекул, скорость которых колеблется от » Да » до «f».

• Наиболее вероятная скорость молекулы Domax несколько медленнее, в отличие от средней скорости w. 2 ст. 1А. Максимальный. = 1 / Н1 = / 1 Пятница： 8 CT LM (VI1-7） Кроме скорости Schmax и F, для расчетов может потребоваться знать среднюю арифметическую скорость F числителя системы. Расчеты показывают, что линейная скорость молекул настолько велика, что трудно сопоставить факты, которые мы знаем из наблюдений относительно низких транспортных процессов (диффузии и др.).Причиной медленной скорости процесса диффузии или теплопроводности является столкновение molecules.

As в результате каждая молекула между 2 столкновениями может пройти очень короткий путь с очень малой скоростью и измениться direction. So, молекула движется в пространстве вдоль пунктирной линии, и даже через довольно продолжительное время может оказаться, что расстояние между начальной и конечной точками пути молекулы очень мало. Величиной, характеризующей хаотическое движение молекул в Газе, является его средняя длина свободного пробега, то есть средняя длина хода между двумя последовательными столкновениями. Кинетическая теория газов дает следующую формулу для определения среднего свободного пробега молекулы.

Из уравнения видно, что число столкновений молекул, происходящих за единицу времени в единичном объеме, пропорционально мощности 2 от числа молекул в единичном объеме. Людмила Фирмаль

• Два Где o-фактический диаметр молекулы(гл. Смотри Мне). n количество молекул на единицу объема. т. 2 yaa2p Или Т тыс. т Р1 = ТТ =2 часа ла4. (VI1-9） Обратите внимание, что плотность газа равна p-mn (m-масса 1 молекулы), давление-p = pcT, и эти формулы используются для представления среднего свободного пробега молекулы. / № .1. Y〜2•3.14•10-152.7•1019 0,9-кг5 см. Средний свободный путь молекулы очень мал, например, азот (0°C и I атм), cr— 3.18-10〜8 см, Н— 2.7 * 1019 1 / sL3, следовательно[2]： г. 2 часа Два Я о2л2ш (Ю11-10） Преобразуя формулу (UP-8), можно приблизительно определить число столкновений r молекулы.

Диаметр молекулы следует понимать как расстояние, на котором 2 одинаковые молекулы могут приблизиться друг к другу. Такие молекулы взаимодействуют, отталкиваются на небольшом расстоянии и притягиваются, когда они превышают определенное расстояние. 2 молекулы могут сталкиваться из-за взаимного притяжения и кривизны орбит, когда их пути близки друг к другу. Таким образом, столкновения происходят чаще, чем ожидалось на основе геометрических представлений, а средняя длина свободна.

Смотрите также:

Решение задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Применение теории подобия для расчета поверхностного натяжения.
2. Зависимость поверхностного натяжения жидкости от различных физико-химических параметров.
3. Явление внутреннего трения (вязкость) в потоках.
4. Теоретический расчет вязкости газов с учетом сил взаимодействия молекул.