Воздух средняя скорость молекул газов

Средняя скорость молекул основных газов воздуха — азота и кислорода — составляет при обычных условиях около 460 м/сек, среднее число столкновений каждой молекулы за секунду — около 7 миллиардов, а средняя длина свободного пробега — около 70 ммк. Так как средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению газа (рис. П-4), под вакуумом, например, в миллионную долю миллиметра ртутного столба она составляет уже около 50 м. Практически это означает, что молекулы при таком вакууме несравненно чаще будут сталкиваться со стенками заключающего газ сосуда, чем друг с другом. [c.66]

Отличительная особенность броуновского движения частиц в газообразной дисперсионной среде определяется, прежде всего, малой вязкостью и плотностью газов. В связи с этим жидкие и твердые частицы аэрозолей имеют болыиие скорости седиментации под влиянием силы тяжести, что затрудняет наблюдение броуновского движения. Одиако действие силы тяжести частиц удобно скомпенсировать с помощью электрического поля. Другая особенность броуновского движения частиц в газах связана с тем, что число молекул в единице объема газа значительно меньше, чем в жидкости, и число столкновений молекул газа с коллоидной частицей также меньи.[е, а это обусловливает существенно большие амплитуды броуновского двпжения. Средний сдвиг частицы, находящейся в воздухе при нормальных условиях, в 8 раз больше, а в водороде в 15 раз больше, чем в воде. При уменьшении давления газа средний сдвиг частицы можно увеличить в сотни раз. Из сказанного следует, что, изменяя давление, можно менять характер броуновского движения, т. е. управлять им. Поэтому аэрозоли являются хорошими объектами для исследования броуновского движения. [c.207]

При определении удельной поверхности тонкоизмельченных веществ по методу фильтрации воздуха или другого газа при давлениях, близких к атмосферному, получаются преуменьшенные значения по сравнению с величинами, определенными другими методами. Это можно объяснить тем, что при выводе уравнения, связывающего скорость фильтрации и удельную поверхность, предполагают отсутствие скольжения между твердой стенкой и жидкостью или газом. Однако при течении газа вдоль твердой стенки всегда имеет место скольжение на их границе. Влияние скольжения газа на скорость фильтрации мало в том случае, когда размеры пор велики по сравнению со средней длиной пробега молекулы газа. При атмосферном давлении средняя длина пробега молекулы меньше 0,1 мк, так что если поперечное сечение пор равно нескольким десяткам микрон, то для определения удельной поверхности можно вполне пользоваться уравнением (И). [c.79]

Произведение пт при 0° и 760 мм рт. ст. для воздуха равно 0,00129 г для любого газа — 0,00129 й й — плотность газа относительно воздуха). Средняя скорость движения молекул (см. табл. 1) [c.12]

Период времени, который нас интересует, редко оказывается меньше пикосекунды, т.е. одной миллионной миллионной доли секунды, хотя в ядерных реакциях и исследованиях внутриатомных частиц встречаются намного меньшие периоды времени. Этот незначительный интервал — как раз тот масштаб времени, в котором колеблются молекулы, но если взглянуть на него с другой точки зрения, он не кажется необычным Рассмотрим скорость звука. В воздухе она относительно низкая, немного больше, чем скорость большинства реактивных самолетов, и составляет примерно тысячу футов в секунду. При вспышке молнии на расстоянии одной мили потребуется полных пять секунд, чтобы до нас донесся ее звук. Эта скорость в данном случае приблизительно равняется средней скорости молекул газа в воздухе, в промежутках между их столкновениями друг с другом. Скорость звука в большинстве твердых веществ обычно немного больше. [c.20]

Рассматривая значения средней скорости молекул различных газов, приведенные в табл. 9.1, можно понять, почему в земной атмосфере содержится так мало водорода и гелия. Винтовочная пуля вылетает из дула со скоростью 10 см/с, а космические корабли развивают скорость, намного превышающую 8-10 см/с. Поскольку космическая скорость, необходимая для того, чтобы преодолеть притяжение Земли, должна превышать 1,110 см/с, нетрудно понять, что винтовочная пуля, выпущенная вертикально вверх, в конце концов обязательно упадет на землю (даже если не принимать во внимание ее трение о воздух), а космический корабль оказывается в состоянии покинуть поле притяжения Земли. [c.157]

Если какому-либо телу отдавать теплоту (например, нагревать воду в чайнике), оно станет теплым, затем горячим, т. е. степень его нагрева, или температура, будет повышаться. Наоборот, любое нагретое тело, отдавая теплоту в окружающее пространство, остывает, и температура его понижается до тех пор, пока не сравняется с температурой окружающей среды. Следовательно, при постоянных внешних условиях за определенный промежуток времени любое тело приходит в состояние теплового равновесия с другими телами. При тепловом равновесии только температура сохраняется неизменной, тогда как давление и объем в различных участках системы (устройства) при наличии жестких перегородок могут быть разными. Так, например, если сосуд со сжатым газом внести с мороза в теплую комнату, то через некоторое время температуры комнатного воздуха, сосуда и газа выравняются, хотя давление в сосуде возрастет. (В теплой комнате температура газа в сосуде танет большей, чем была на морозном воздухе. Средняя скорость движения молекул газа увеличится, их удары о стенки сосуда станут более частыми, давление возрастет). Отсюда следует, что температура не только характеризует степень нагрева тела, но и связана со средней кинетической энергией молекул. [c.9]

Важными для газовой хроматографии являются некоторые факторы,, входящие в уравнение (28) в неявном виде. Прежде всего ясно, что вязкость газа не должна зависеть от его плотности, поскольку средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна числу молей на 1 мл. Поэтому, когда газ сжимают, число молекул на единицу объема увеличивается, но-доля, вносимая каждой молекулой в величину вязкости, уменьшается. В результате при повышении давления от 1 до 35 ат вязкость воздуха увеличивается лишь на 1%, и то лишь вследствие отклонения его поведения от поведения идеального газа. Следовательно, в отношении влияния на вязкость увеличение давления на входе в колонку не является важным. Большее влияние оказывает изменение температуры, поскольку средняя скорость молекулы а) [в уравнении (28)] и средняя длина свободного пробега Л растут с температурой. Зависимость вязкости от температуры выражается уравнением [c.92]

Энергия, затрачиваемая заряженной частицей на ионизацию в газе или кристалле, практически мало зависит от ее природы и скорости она определяется в основном свойствами среды. Так, для создания одной пары ионов в воздухе требуется в среднем 32 эе для электронов с энергией 0,3 Мэв и 36 ав для а-частиц с энергией 7,8 и 5,3 Мэз соответственно. Для газов с более тяжелыми молекулами энергия ионизации уменьшается. Т. обр., по числу возникших пар ионов можно судить [c.225]

При обычных условиях водород — самый легкий газ, почти в 15 раз легче воздуха. Водород имеет очень высокую теплопроводность, сравнимую по значению с теплопроводностью большинства металлов. В атмосфере водорода нагретое тело остывает в 6 раз быстрее, чем на воздухе. Причина такой высокой теплопроводности кроется в очень большой средней скорости теплового движения легких молекул водорода. Растворимость водорода в некоторых металлах очень велика. Например, в одном объеме палладия растворяется до 900 объемов водорода. Это свойство водорода используется для создания водородных аккумуляторов. Некоторые физические свойства водорода представлены в таблице 20. [c.98]

Энергии притяжения в решетке металла противостоит энергия отталкивания, которую определяют хаотическим движением электронного газа (средняя скорость электронов в этом газе составляет около 100 км/с, что примерно в 200 раз превышает среднюю скорость теплового движения молекул в воздухе). Таким образом, можно принять, что энергия отталкивания будет равна кинетической энергии электронного газа, которая, по данным кинетической теории, может быть связана с межатомным расстоянием г следующим образом [c.341]

Различают два вида жидкостей капельные и газообразные. Капельные жидкости (в дальнейшем для краткости -жидкости) представляют собой жидкости в общепринятом понимании этого слова - вода, нефть, керосин, машинные масла и т. д. Газообразные жидкости (газы) воздух, пары капельных жидкостей, различные технические газы обладают, наряду с общими свойствами капельных жидкостей, рядом свойств, отличающих их от капельных жидкостей. Так, например, молекулы жидкости находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, отличающемся от такого движения в газах. В жидкостях это движение представляет собой сочетание колебаний с частотой 10 Гц около мгновенных центров со стохастическим скачкообразным переходом от одного центра к другому. Тепловое движение молекул газа - постоянная скачкообразная перемена мест. В газах молекулы в среднем отстоят сравнительно далеко друг от друга и имеют большие скорости поступательного (теплового) движения. Поэтому межмолекулярные силы в газах незначительны, вследствие чего при отсутствии внешних сил молекулы газа более или менее равномерно распределяются по всему предоставленному им объему. [c.9]

Мейер [30], наблюдая уменьшение вязкости воздуха нри малых давлениях, предположил, что причиной этого является скольжение газа вблизи твердой поверхности. В слое газа, непосредственно примыкающем к поверхности, имеются две группы молекул молекулы, обладающие тангенциальной скоростью го, летящие к стенке, и молекулы с компонентой скорости ги = О, диффузно отраженные от стенки. Средняя скорость всех молекул [c.48]

При наличии над жидкостью газа, находящегося под некоторым, не слишком малым, давлением, молекула, вырвавшаяся из жидкости, пролетев некоторое расстояние, столкнется с молекулой газа, изменит направление и скорость своего движения. Число столкновений, испытываемых каждой молекулой, громадно так, в воздухе при нормальном атмосферном давлении и температуре 15° каждая молекула испытывает в секунду в среднем 7,8-10 столкновений в 1 сл . [c.503]

Средняя длина свободного пробега [77 — 78] может быть определена как среднее расстояние, которое проходят все присутствующие молекулы между двумя последовательными соударениями. Так как понятие длины свободного пробега основано на представлении о соударениях и так как частота соударений зависит от скорости, то очевидно, что длина свободного пробега не является какой-либо специфической величиной, а представляет статистическую среднюю из всех пройденных расстояний при любых данных условиях и типах присутствующих молекул. Если говорят, что средняя длина свободного пробега молекул воздуха при 1 [л и 25 равна приблизительно 5,1 см, это означает, что молекулы воздуха в присутствии других молекул воздуха будут проходить в среднем это расстояние между двумя последовательными соударениями. (Конечно, молекул воздуха не существует, но для удобства мы предполагаем, что они существуют. Длина свободного пробега вычисляется из величины вязкости, как будет показано позже). Однако некоторые молекулы могут пройти лишь долю миллиметра, в то время как другие могут избежать соударений на протяжении многих метров. На рис. 30 показано соотношение между средней длиной свободного пробега и расстояниями, проходимыми между двумя последовательными соударениями. Для газа, в котором все молекулы одинаковы, средняя длина [c.460]

Область применимости закона Стокса сужается в случае твердых частиц, осаждающихся в газе. Когда размер частицы приближается к длине среднего свободного пробега молекул жидкости, скорость осаждения будет больше чем рассчитанные по закону Стокса. Поправка для частиц размером >16 мкм, осаждающихся в воздухе, составляет <1%. Частицы меньшего размера подвержены броуновскому движению вследствие ударов молекул окружающей среды. Для частиц размером <0,1 мкм это беспорядочное движение гораздо больше по величине, чем направленное движение вследствие гравитационного осаждения з, [c.185]

Насос, построенный по принципу воздуходувки Рутса, состоит из двух фигурных роторов (фиг. 332), которые вращаются синхронно с большой сжоростью. Между роторами и между ротором и стенкой корпуса. зазор составляет 0,4—0,8 мм (в ласосах типа ДВН) и вращение производится без трения и без смазки. Такая конструкция насоса позво-ляет осущ ествлять большое число, оборотов от 1000 до 3000 в минуту. Корпус вместе с роторами может находиться в общей камере с электродвигателем, зубчатой передачей и. масляным насосом для смазки передаточного механизма. При такой конструкции все элементы насоса находятся в вакууме, благодаря чему значительно упрощается уплотнение насоса. Напряжение электродвигателя при этом не должно превышать 45 в, так как в противном случае может возникнуть искрение внутри насоса — пробой между полюсами электродвигателя. При вращении между роторами и стенкой дважды в течение одного оборота образуется замкнутое пространство, в котором находится воздух из впускного патрубка насоса. При дальнейшем вращении ротора воздух из замкнутого объема выталкивается в выпускной патрубок. Эффективность работы насоса зависит от количества газа, которое будет перетекать через зазоры в обратном направлении. Наибольшая скорость откачки достигается, когда длина среднего свободного пробега молекул становится значительно больше размера зазора между роторами и стенкой (достигает нескольких миллиметров). В этом случае сопротивление зазора сильно возрастает и уменышается обратное перетекание газа. Для работы в наиболее выгодной о-бласти давлений двухроторный насос нуждается в создании предварительного разрежения, т. е. должен работать совместно с форвакуумным насосом. [c.467]

С точки зрения полноты реакции при небольшом времени контакта интересно рассчитать некоторые параметры. Первый из них — отношение скоростей газа между проволоками и в свободном потоке. Расстояние между проволоками составляет около 0,25 мм, длина свободного пробега молекул в среднем при 800° С и содержании NHs в воздухе 9% равна 38-10 мм. Отсюда [c.307]

Интенсивность конденсации пара в неподвижном газе может расти только при определенных условиях разрежения среды, т. е. при средней длине свободного пробега молекул пара в неконденсирующемся газе, соизмеримой в определенном отношении с характерным параметром аппарата. При относительно больших давлениях воздуха молекулы пара, несмотря на большую скорость, уходят за одну секунду лишь на очень небольшое расстояние от того места, где они находились. В таких условиях весь процесс движения при десублимации пара (от источника до стока) определяется механизмом диффузии пара через слой неконденсирующегося газа. [c.116]

Тензиметр Хикмена является, по существу, хорошо теплоизолированным, коротким и широким кипятильником, соединенным с холодильником в виде водяной рубашки. Пары проходят около термометра с малой скоростью и встречают минимум препятствий. Для измерения малых давлений Хикмен [91] применял масляный манометр [36] (стр. 369) или манометр Пирани (стр. 373). Исследуемая жидкость кипятится в приборе при различных давлениях остаточного воздуха или инертного газа. Этот прибор дает надежные результаты в области давлений между 0,03 мм (30 [а) и 4 мм. Получению точных значений выше этой области давлений мешают толчки и вскипание жидкости, а ниже этой области — взаимная диффузия пара и остаточного газа, а также то обстоятельство, что средняя скорость хаотически движущихся молекул пара становится мала по сравнению со скоростью поступательного движения. [c.393]

Помимо изложенного выше, существуют два других представ ения о внутрен-аем строении металлов. Согласно одному из них. ионизированы все атомы металла, т. е. последний построен только из положительных ионов и свободных электронов. По другому представлению металл считается состоящим из нейтральных атомов, положительных и отрицательных ионов данного элемента, т. е. свободные электроны из рассмотрения исключаются. Строение металла с этой безэлектронной точки зрения передается схемой рис. П1-62. Так как между отдельными атомами возможен постоянный обмен состояниями (обусловленный обменом электронами), хорошая электроиро-водность металлов и их механическая деформируемость этому представлению не противоречат. Однако общность оптических свойств металлов говорит за наличие в иих электронного газа . Средняя скорость движения электронов в этом газе составляет около 100 км1сек, т. е. она примерно в двести раз выше средних скоростей теплового движения молекул в воздухе. [c.111]

Средняя скорость движения тяжелых молекул газа нри температуре Т соответственно меньше, чем среднггя скорость движения легких молекул при той же температуре. Молекулы воздуха при комнатной температуре движутся со средней скоростью, равной приблизительно 5 10 см сек, что составляет примерно 1800 км час. [c.45]

Строго говоря, кристаллизацию в присутствии воздуха или инертного газа следовало бы рассматривать как рост в многокомпонентной системе, но на практике система считается одно-компонентной, если газ не взаимодействует с выращиваемым кристаллом. В случае выращивания в однокомпонентноп системе из собственного пара (система газ — кристалл) диффузии принадлежит важная роль. Газовая среда по сравнению с кристаллом столь сильно разрежена, что для поддержания постоянного роста необходим приток строительных частиц к растущей поверхности из большого объема вокруг кристалла. Средняя длина свободного пробега, или среднее расстояние, которое молекула в газе преодолевает до столкновения с другой молекулой, определяет скорость движения частиц в газе к растущей поверхности. Средняя длина свободного пробега достаточно точно дается выражением [c.110]

При конденсации водяного пара в лед добавление неподвижного газа приводит к возникновению циркуляционного движения смеси в объеме конденсатора. Это движение, обладающее большими скоростями, создает благоприятные условия для пульсирующего процесса оседания молекул пара на поверхности фазового превращения, что приводит к росту коэффициента затвердевания. Добавление воздуха в пар, с одной стороны, уменьшает среднюю длину свободного пробега молекул пара, сталкивающихся с молекулами газа, а с другой, — увеличивает поступление молекул пара к поверхности конденсатора вследствие процесса адсорбции. Молекулы пара в присутствии газа чаще падают в одну и ту же точку поверхности сублимационного льда. Хотя молекулы газа препятствуют движению молекул пара к охлаждающей поверхности, но эти же самые молекулы после отражения от поверхности сублимационного льда адсорбируют молекулы пара или даже ассоциированные группы, доставляя их к поверхности фазового превращения. Поэтому скорость конденсации пара в твердое состояние при прочих равных условиях возрастает (до определенного предела) с увеличением парциального давления иеконденсирующихся газов. [c.113]

Однако интенсивность конденсации пара в неподвижном газе может расти только до определенного предела. Прекращение роста интенсивности конденсации в неподвижном газе происходит значительно раньше, чем при вынужденном движении газа. Отмеченное явление связана с тем, что интенсивность конденсации может расти только при определенных условиях разрежения среды, т. е. при длине среднего свободного пробега молекул пара в неконденсирующемся газе, соизмеримой в определенном отношении с характерным параметром аппарата. При относительно больших давлениях воздуха молекулы пара, несмотря нз большую скорость, уходят за 1 сек лишь на очень небольшое расстояние от того места, где они находились. В таких условиях весь процесс движения при конденсации пара в твердое состояние (от источника до стока) определяется механизмом диффузии пара через слой неконденсирующегося газа. Таким образом, на скорость конденсации пара в твердое состояние в отсутствии вынужденного движения газа оказывает решающее влияние, с одной стороны, отражение молекул некой-денсирующегося газа от поверхности сублимационного льда, а, с другой стороны, длина среднего свободного пробега молекул пара в газе. Согласно уравнению (32) средняя длина свободного пробега молекул пара при увеличении давления газа уменьшается, следовательно, плотность ударяющихся о стенку молекул убывает, что приводит к возрастанию коэффициента затвердевания. [c.163]

Значения этого множителя для обычных газов, диффундирующих в воздухе, приведены в последнем столбце приложения III Б. Указанные в таблице значения даны в относительных единицах, причем значение множителя для Hg принято за единицу. Интересно отметить, что водород и гелий являются единственными газами, коэффициент диффузии которых заметно больше коэффициентов диффузии для других газов. Этот факт используется в современных методах отыскания течей вакуумных систем. Скорость диффузии неона немного больше средней благодаря малому диаметру его молекул, но он практически не употребляется из-за относительной дефицитности. Обычно давление является наиболее важным фактором, определяющим скорости диффузии когда давление достаточно низко, все другие соображения можно игнорировать и процесс диффузии можно рассматривать как мгновеншлй. [c.16]

Однако интенсивность конденсации пара в неподвижном газе может расти только до определенного предела. Этот рост прекращается значительно раньше, чем при вынужденном движении газа. Отмеченное явление связано с тем, что интенсивность конденсации может расти только при определенных условиях разрежения среды, т. е. при длине среднего свободного пробега молекул пара в некон-денсирующемся газе, соизмеримой в определенном отношении с характерным параметром аппарата. При относительно больших давлениях воздуха молекула пара, несмотря на большую скорость, уходит за 1 сек. лишь на очень небольшое расстояние от того места, где она находилась. Топтание молекул на одном месте при давлениях, близких к атмосферному, объясняется чрезвычайно малой длиной свободного пробега. В таких условиях весь процесс движения при конденсации пара в твердое состояние (от источника до стока) определяется механизмом диффузии пара через слой неконденсирующегося газа. [c.106]