Приложение III. Кинетическая теория газов

Особняком стоят работы Н. А. Колосовского [403], пытавшегося построить теорию теплоемкостей электролитных растворов на основе приложений кинетической теории газов с учетом работы внутреннего трения. В некоторой своей части эти работы имеют только исторический интерес, но все же они незаслуженно забыты и достойны пересмотра в свете новых представлений и данных. Служить отправной точкой для построения теории теплоемкостей они, конечно, не могут, так как автор делает слишком много допущений и упрощений. [c.234]

Приложение кинетической теорИи газов. [c.315]

Из кинетической теории газов следует, что общее число столкновений (см. приложение 2) частиц газа равно [c.39]

В самом деле, существует сходство между кинетической теорией эластичности каучука и хорошо известной кинетической теорией газов поэтому Мейер сам провел сравнение эластичности каучука и упругости газа. Конечно, газ не имеет формы, однако он обладает упругостью объема. Чтобы сжать данную массу газа, необходимо увеличить приложенное давление, а при уменьшении давления восстанавливается первоначальный объем газа. Давление при постоянном объеме пропорционально абсолютной температуре (закон Шарля). Более того, сжатие газа (что означает, что над газом совершается работа с помощью приложенной силы) сопровождается выделением тепла, т. е. налицо аналогия с каучуком, который при растяжении нагревается. [c.60]

Развитие химии в фарватере атомно-молекулярной теории было связано с четко определившейся тенденцией рассматривать все макроскопические свойства веществ как проявления свойств атомов и молекул. В 1850—1860 гг. создается кинетическая теория газов, оказавшая в дальнейшем огромное влияние на формирование многих химических представлений. После классических работ Сент-Клер Девиля по термической диссоциации химических соединений на первый план выдвинулось изучение химических равновесий. Исследования в этом направлении привели к созданию химической статики, а затем и динамики, к приложению к химическим процессам первого и второго законов термодинамики, что послужило основой для установления тесных контактов между химией и физикой [c.348]

Кинетическая теория равновесия позволяет достаточно простым способом описать свойства разреженного газа, состоящего из жестких сферических молекул. Однако она становится все более сложной и трудной для приложения как в случае плотных систем, так и в случае систем, в которых имеются силы взаимодействия между частицами. Чтобы рассмотреть такие системы, мы кратко в общих чертах рассмотрим здесь очень эффективный статистический метод Гиббса [1—4]. [c.174]

Интересное историческое приложение из теоремы вириала в данной форме было сделано Максвеллом [1]. Максвелл показал, что давление газа обусловлено прежде всего кинетической энергией молекул, а не силами отталкивания между ними, как это предположил Ньютон. Важность вывода Максвелла на ранних этапах развития кинетической теории трудно переоценить. В самом деле, если давление создается в основном за счет отталкивания молекул, т. е. последним членом в уравнении [c.27]

С микроскопической точки зрения, представляемой квантовой механикой и приложениями классической механики к кинетической теории, поведение отдельных молекул можно описать, рассматривая строение этих молекул и механизмы их взаимодействия с другими молекулами. Мы уже показали, как с помощью кинетической теории описать давление, энергию и теплоемкости идеальных газов, не обладающих внутренними степенями свободы. Но мы также видели, что кинетическая теория не может объяснить изменение теплоемкостей молекул или кристаллов с температурой. В идеальном случае хотелось бы, чтобы можно было предсказывать термодинамическое поведение веществ на основе сведений об отдельных молекулах, полученных из спектроскопических измерений И из теоретических расчетов, таких, как расчеты, рассмотренные в гл. 14. [c.519]

Основы ее были даны еще Бернулли (1738) и, отчасти, Ломоносовым (1746). В середине XIX в. труды Клаузиуса, Максвелла, Кельвина н др. дали настолько законченную картину, что возникла надежда на основе механики объяснить с помощью кинетической теории все свойства материи. Вскоре однако выяснилось, что один из основных физических законов — второе начало термодинамики — не укладывается в рамках обычной механики и основанной на ней кинетической теории и что сама кинетическая теория не может быть строго обоснована одними лишь законами механики. Однако Больцман показал, что второе начало может быть получено из кинетической теории, если последнюю дополнить законами теории вероятностей. На этой почве возникла статистическая механика Больцмана и Гиббса. Сейчас, когда термодинамика повидимому достигла пределов своего развития и вряд ли может дать еще принципиально новые вклады в науку, кинетическая теория, дополненная квантовыми представлениями, является самым мощным орудием современного теоретического исследования. На протяжении курса мы встретим много примеров разнообразного ее применения, здесь же ограничимся лишь теми приложениями, которые непосредственно относятся к идеальным газам. [c.145]

Для всех газов характерны некоторые общие свойства. Например, газы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении или при приложении к ним внешнего давления. Газы быстро диффундируют, заполняя сосуды любой формы, и смешиваются с другими газами, находящимися в сосуде. Газы производят также давление на стенки сосуда, в котором они находятся. Все свойства газов можно объяснить на основе молекулярно-кинетической теории вещества. [c.104]

Книга посвящена теоретическим методам определения свойств переноса газов на основе чисто механических характеристик молекулярного движения — потенциала межмолекулярного взаимодействия и масс молекул. В ней последовательно изложены как классические, так и новейшие разделы кинетической теории, а также рассмотрены конкретные результаты и современные расчетные методы. Приложение в конце книги содержит справочный материал. [c.4]

Осмотическая теория растворов Я. Вант-Гоффа по существу представляла собой приложение законов газового состояния к растворам. Я. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление раствора пропорционально концентрации растворенного вещества (в моль/л). Такая общность основного закона (формулы Клапейрона) для газов и растворов, естественно, подкупала своей простотой, но приводила к неправильному выводу, что молекулярно-кинетические свойства растворов и газов одинаковы. [c.243]

В первом издании в Приложениях рассматривались методы расчета числа столкновений молекул газа, законы распределения Максвелла — Больцмана и Максвелла, методы расчета статистических сумм и их использования для расчета констант химических равновесий и в теории активированного комплекса, а также молекулярно-кинетический вывод числа столкновений молекул со стенкой и изотермы адсорбции Лангмюра. Интересующихся этими вопросами отсылаем к первому изданию нашей книги, [c.13]

Если говорить о практической значимости материала книги, то она заключается в унификации анализа кинетических явлений, формализации и стандартизации расчетного аппарата, сокращении объема вычислительной работы при решении конкретных задач. В книге рассмотрен широкий диапазон приложений кинетика процессов в газе и плазме, стохастическая теория химических реакций, кинетика фазовых переходов, статистическая радиофизика, кинетика когерентных явлений. Метод и анализ носят универсальный характер, а сама книга представляется необходимым шагом на пути создания общей теории кинетических явлений. [c.3]

При исследовании влияния конечной скорости рекомбинации атомов на каталитической поверхности в аэрокосмических приложениях необходимо решать уравнения обтекания с соответствуюш,ими граничными условиями. Исследуемые течения, как при полете тел в атмосфере, так и в экспериментах, соответствуют режиму континуального течения (Кп С 1), которое описывается системой уравнений Навье-Стокса. Эти уравнения можно получить феноменологически, если предположить линейную зависимость векторов термодинамических потоков от термодинамических сил [173], либо методами кинетической теории газов, решая уравнения Больцмана [174]. Появление в смеси при достаточно высоких температурах ионизованных компонентов при выполнении условия квазинейтральности и отсутствия заметного внешнего магнитного поля принципиально не меняет структуры уравнений Навье-Стокса. Исключение электрического поля с использованием условия квазинейтральности и пренебрежением индуцированным за счет движения зарядов магнитным полем приводит к уравнениям, по виду совпадаюгцим с уравнениями для смеси элек- [c.158]

Успешное развитие современной кинетической теории, позволяет надеяться, что помимо тех новых приложений, которые изложены в этой книге и которые потребовали расширения и углубления представлений кинетической теории газов, в будущем нозникнут новые, связанные как с экспериментальными исследованиями, так и с собственным логическим развитием теории. [c.20]

Наиболее детально теоретически могут быть описаны процессы диффузии в газах. Диффузия является следствием теплового движения молекул, которые при соударениях изменяют свои скорости. Простейшие слзп1аи диффузии — диффузия одного газа, находящегося в очень малой концентрации в другом газе, или взаимная диффузия практически одинаковых молекул, различающихся лишь своим изотопным составом, могут быть рассмотрены с помощью методов элементарной кинетической теории газов. Однако трактовка взаимной диффузии различных газов, находящихся в соизмеримых концентрациях, в рамках элементарной кинетической теории газов имеет принципиальные трудности и приводит поэтому к ряду противоречий. Вполне последовательная теория взаимной диффузии различных газов может быт развита лишь на основе уравнения Больцмана (см. Приложение Б), позволяющего вычислить функцию распределения молекул газа при диффузии по координатам и скоростям. С самым простым частным случаем уравнения Больцмана мы уже познакомились в 4 предыдущей главы. [c.37]

Начало общепринятой ныне кинетической теория газов, по которой частицы их оживотворены быстрым поступательным движением, очень давнее (Бернулли в XVIII столетии, Ломоносов и др. уже развивали подобное представление), но общепринятою она сделалась после признания механической теории теплоты и развития, сделанного Кренигом (1855), а особенно после математической разработки Клаузиуса и Максвеля. Давление, упругость, диффузия, внутреннее трение, законы Бойль-Мариотта и Гей-Люсса-ка и Авогадро-Жерара не только объясняются (дедуцируются) кинетическою теориею газов, но и выражаются с полный совершенством так, напр., величина внутреннего трения различных газов в точности была предсказана Мак-свелем, на основании приложения теории вероятности к столкновению газовых частиц. Поэтому кинетическую теорию газов должно считать блестящим приобретением последней половины XIX столетия. Скорость поступательного движения газовых частиц для газа, куб. сантиметр которого весит d г, выводится равною, по теории, квадратному корню из произведения 3 р D g, деленного на d, где р есть давление, при котором определено d, выраженное числом сантиметров ртутного столба, D есть граммовый вес [c.394]

Настоящая книга первоначально была запроектирована как третье издание Физических явлений в вакууме и разрежённых газах . Однако в процессе переработки и дополнения книги облик её изменился настолько, что прежнее название неверно отражало бы содержание книги, и это название пришлось изменить. По сравнению с прежним значительно расширены и увеличены в числе главы, посвящённые электронике и разряду не только в разрежённых газах, но и в газах при высоком и сверхвысоком давлении. Вместе с тем все главы, в которых была изложена вакуумтехника, сильно сокращены и составляют в новой книге лишь часть главы П, посвящённой методике эксперимента в области электроники и электрических разрядов в газах. Прежняя глава II, содержавшая краткое изложение основ кинетической теории газов, совершенно опущена необходимые формулы приведены лишь в приложении (глава XXIV). [c.11]

В идеальном газе, по определению этого понятия, нет взаимодействия между молекулами. Следовательно, причиной сопротивления газа сжатию может являться только тепловое движение молекул. Из кинетической теории газов известно, что давление, которое оказывает газ на стенку сосуда, определяется числом ударов частиц газа о стенку в единицу времени и скоростью поступательного движения молекул. Скорость движения молекул падностью определяется температурой газа и поэтому, в случае изотермического сжатия, не может зависеть от приложенных внешних сил. Однако число ударов о стенку возрастает при сжатии газа, так как объем, занимаемый движущимися молекулами, становится меньше. Следовательно, возрастает давление газа на стенки сосуда и, в частности, на сжимающий газ поршень. Таким образом, газ противодействует сжатию с тем большей силой, чем больше он сжимается. Этот факт находит свое выражение в уравнении Клапейрона [c.187]

Помимо разработки методов решения кинетического уравнения Больцмана и приложения теории, базирующейся на таком уравнении (а для плазмы и на максвелловских уравнениях электромагнитного ноля), к широкому кругу весьма различных задач поведения неравновесных газов, перед кинетической теорией стояла другая общая проблема, которая может быть названа проблемой обоснования кинетической теории. Эта проблема фагстически возникла сразу же после того, как Больцман предложил свое кинетическое уравнение. Дело в том, что хотя с помощью кинетического уравнения Больцмана оказывалось возмолсным дать определенное истолкование второго начала термодинамики и перепости вопрос о причине необратимости неравновесных явлений теплоты на атомно-мЬлекулярный уровень, вслед за этил сразу встал вопрос о том, почему динамические (механические) вполне [c.17]

Особую роль играет дисперсность частиц при их седиментации в аэрозолях. Возможность приложения закона Стокса к аэрозолям лн.митнруется требованием сплошности среды, при нарушении которой законы гидродинамики неприменимы. В аэрозолях среду можно считать сплошной, ссли размер частиц значительно превышает средиий свободный пробег молекул газообразной среды. При этом условии частица взаимодействует со множеством молекул среды. При нормальны.х условиях длина свободного пробега молекул в воздухе составляет около 0.1 мкм Закон Стокса (/ тр а) в этом случае удовлетворительно описывает движение частиц радиусом более 5 мкм. Если же длина свободного пробега молекул значительно больше размера частицы, последняя будет находиться в тех же условиях, что и отдельные молекулы газа. Среда по отношению к частице оказывается дискретной, и на движение частицы распространяютс5[ законы молекулярно-кинетической теории, которая устанавливает пропорциональность силы трения квадрату радиуса частицы (/ тр /" ). Такая зависимость соблюдается для частиц радиусом 0,001 мкм ( 1 нм) в воздухе при нормальных условиях. [c.230]

Ниже будут рассмотрены некоторые приложения теории Крамерса, а также иных динамических подходов к задачам физикохимической кинетики (диссоциации молекул, процессам релаксации). Основное внимание будет уделено исследованию поведения системы двухатомных молекул в атмосфере инертного газа, играющего роль термостата. Такая система относительно проста, та1К что некоторые характеристики процесса могут быть получены в аналитическом виде. Кроме того, рассматриваемая задача очень характерна и на примере решения ее могут быть проиллюстрированы особенности применяемых в настоящее время кинетических подходов. [c.118]

Известно, что априорное предположение о квазиидеальности электронного газа в металлах позволило построить модельную теорию твердых кристаллических проводников, правильно описывающую их кинетические свойства. Позже она была успешно распространена на кристаллические полупроводники, электроны проводимости которых не вырождены, а также на аморфные (и в частности, жидкие) проводники. Представляется разумным попытаться применить ео и для описания электронных свойств плазмы при больших плотностях. Этому вопросу посвящен настоящий раздел. Мы здесь рассматриваем электропроводность, представляющую большой практический интерес с точки зрения технического приложения и до- [c.279]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология