Число столкновений и средняя длина свободного пробега. Диффузия и теплопроводность

Число столкновений и средняя длина свободного пробега. Диффузия и теплопроводность [c.22]

Предшествующие результаты были получены без какого-либо рассмотрения столкновения между молекулами. Однако, поскольку средняя длина свободного пробега и свойства переноса (диффузия, теплопроводность и вязкость) определяются молекулярными столкновениями, необходимо ввести понятие о размерах молекул. Молекулы реального газа взаимно отталкиваются на близких расстояниях и притягиваются друг к другу на больших расстояниях, так что при сближении взаимодействие молекул имеет очень сложный характер. Тем не менее для некоторых целей в первом приближении можно принять, что молекулы представляют собой жесткие невзаимодействующие сферы диаметром а. При выводе приближенного уравнения для числа столкновений в секунду удобно также допустить, что все молекулы движутся с одной и той же скоростью, равной среднеарифметической скорости -<и>. [c.271]

Газы. В основе теплопроводности газа лежит механизм случайных блужданий — распространение и столкновение (диффузия). Молекулы высокотемпературного газа проникают между молекулами низкотемпературного газа, сталкиваются с ними и отдают кинетическую энергию. В газе, который ведет себя в соответствии с элементарной кинетической теорией, число молекул в единице объема прямо пропорционально давлению. Поскольку средняя длина свободного пробега молекулы при блуждании в таком газе обратно пропорциональна давлению, коэффициент теплопроводности не должен зависеть от давления. Это оказывается приближенно верным для большинства газов при давлении, близком к атмосферному. Это неверно, однако, ни при очень низких давлениях, когда теплопроводность газа, очевидно, должна стремиться к нулю, ни даже при умеренно низких давлениях, когда размеры сосуда меньше среднего пути свободного пробега молекул газа (так называемый кнудсеновский газ). При высоких давлениях, когда элементарная кинетическая теория не применима, следует ожидать, что теплопроводность будет зависеть от давления. [c.255]