ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Внутреннее трение или вязкость газов в условиях низкого и высокого вакуума из "Основы вакуумной техники Издание 4" В случае низкого вакуума, несмотря на то, что количество переносчиков тепла изменяется пропорционально давлению, теплопроводность газа от давления не зависит. [c.41] Су — теплоемкость единицы массы газа при постоянном объеме, [кал1град-г, г — поправочный множитель, который для одноатомных газов равен 2,5, для двухатомных —1,9, для трехатомных—1,75. [c.42] Остальные обозначения известны. [c.42] Так как при постоянной температуре р прямо, а Я обратно пропорциональны давлению, теплопроводность газа от давления зависеть не должна, что находится в согласии с приведенными выше рассуждениями, а также подтверждается экспериментально для газов в состоянии низкого вакуума. [c.42] Попутно отметим, что теплопроводность газа, будучи прямо пропорциональной скорости теплового движения молекул газа, обратно пропорциональна /М, т. т. квадратному корню из молекулярного веса газа. Из этих соображений, например, газонаполненные лампы накаливания для уменьшений тепловых потерь накаленной спирали стремятся наполнять по возможности более тяжелыми (по молекулярному весу) инертными газами. [c.42] В случае высокого вакуума ввиду отсутствия взаимных столкновений молекул и связанных с ними потерь тепла теплопроводность газа, очевидно, должна находиться в прямой зависимости от количества переносчиков тепла, т. е. от давления газа. [c.42] Действительно, опыт показывает, что в условиях высокого вакуума теплопроводность газа прямо пропорциональна давлению. [c.42] Если бы при ударах о пластины молекулы газа отлетали от их со скоростями, вполне соответствующими температурам пластин, то поправки не требовалось бы но, как показал опыт, молекулы газа, ударяясь о нагретую или холодную поверхность, как бы не успевают приобрести скорости, соответствующие температурам пластин, и отлетают с их поверхности со скоростями, не соответствующими их температурам. В связи с этим, очевидно, величина а является правильной дробью. Коэффициент аккомодации зависит от рода газа, материала и состояния поверхности твердых тел, с которыми соприкасается газ, и может колебаться в широких пределах (0,2-0,95). [c.43] На малой теплопроводности газа при высоком вакууме основано пользование сосудами (Дьюара) с двойными стенками (рис. [c.43] Рассмотренные нами параллельные пластины являются удобным примером, при помощи которого наглядно выявляется различное поведение газа в отношении теплопроводности в зависимости от степени вакуума. [c.44] Представим себе в газовой среде две пластины, из которых одна неподвижна, а другая движется параллельно первой со скоростью ио (рис. 3-11). Расстояние между пластинами обозначим через с1. [c.45] Вследствие взаимных столкновений между молекулами соседних слоев газа количество движения будет передаваться от движущейся пластины ж ближайшему слою газа, который также придет в движение через него движение передается следующему слою газа и т. д. [c.46] После достаточно длительного времени все слои газа придут в движение с определенными скоростями, причем значения скоростей будут равномерно убывать от слоя к слою, так как каждый последующий слой газа, отнимая некоторую часть количества движения от предыдущего, тормозит движение последнего. [c.46] Явления передачи количества движения и его обмена между слоями какой-либо среды носят назваиие вязкости или внутреннего трения этой среды. [c.46] Поскольку механизмы передач1и через газ количества движения от движущейся пластины к неподвижной и передачи тепла от нагретой пластины к холодной весьма сходны, внутреннее трение газа должно зависеть в основном от тех же величин, что и теплопроводность. [c.46] Такую передачу количества движения от движущейся пластины к неподвижной посредством отдельных, независимо (без взаимных столкновений) перелетающих между пластинами молекул иногда называют молекулярной вязкостью. Очевидно, ввиду отсутствия потерь на взаимные столкновения молекулярная вязкость должна быть прямо пропорциональной числу переносчиков количества движения и, следовательно, давлению газа. На этой зависимости построен так называемый вязкостный манометр для измерения низких давлений, правда не получивший большого распространения (действ1ие манометра основано на зависимости скорости затухания колебаний закрепленной с одного конца кварцевой нити от давления газа). Поскольку, как уже указывалось, при высоком вакууме удары молекул газа происходят только непосредственно о материал пластин, молекулярную вязкость газа следует отождествлять не с внут ренним, а с внешним трением. [c.47] Вернуться к основной статье