Теплопроводность по кинетической теории газов

В начале XX в. Друде и Лоренц применили к электронам проводимости металлов кинетическую теорию газов и ввели представления об электронном газе. Эта теория свободных электронов хорошо объясняла закон Ома и связь электрической проводимости с теплопроводностью (закон Видемана—Франца), но не объяснила главного отличия металлов от других твердых тел, а именно температурную зависимость электрической проводимости. Действительно, в теории свободных электронов Друде и Лоренца кинетическая энергия электрона равна [c.130]

Перенос тепла в газах может осуществляться, как известно, конвекцией и теплопроводностью. Конвективный теплообмен практически отсутствует в рассматриваемой нами области давлений ниже 1 мм рт. ст. В отношении теплопроводности кинетическая теория газов обычно рас-388 [c.388]

Если ЧИСЛО неупругих соударений, сопровождающихся реакцией, невелико по сравнению с общим числом соударений, то все эти коэффициенты могут быть вычислены обычными приемами современной кинетической теории газов, методом Чепмена — Энскога Л. 6-20]. В коэффициенте к учитываются поправки на теплопроводность внутренних степеней свободы, т. е. поправки того типа, которые вводились Эйкеном [Л. 6-20]. [c.282]

Перенос тепла в газах может осуществляться, как известно, конвекцией и теплопроводностью. Конвективный теплообмен практически отсутствует в рассматриваемой нами области давлений ниже 1 мм рт. ст. В отношении теплопроводности кинетическая теория газов обычно рассматривает два крайних случая, а именно Ь Уу й и Ь (1, где L — средняя длина свободного пробега молекул н й — расстояние между теплообменивающимися поверхностями. [c.401]

Молекулярно-кинетическая теория газов предсказывает, что скорость эффузии (истечения) газа через небольшое отверстие должна быть обратно пропорциональна квадратному корню из скорости его молекул [уравнение (3-34)] предсказание подтверждается экспериментом. Эта теория также позволяет дать качественно правильное объяснение диффузии газов, их вязкости и теплопроводности. [c.157]

Эта модель может быть полезна также для некоторых задач кинетической теории газов, хотя она никогда не использовалась для этих целей. Все двойные взаимодействия будут приводить к отклонению угла я в координатной системе центра масс, что соответствует центральным взаимодействиям сфер. Это приводит к конечным коэффициентам диффузии, но дает бесконечные коэффициенты вязкости и теплопроводности. [c.177]

Теплопроводность газовых смесей Хеш может быть представлена на основе кинетической теории газов уравнением, аналогичным уравнению вязкости смесей (1-24) [c.281]

Применим теорию столкновений к реакциям обмена при условии выполнения всех тех предположений, которые использовались при выводе основных соотношений. Будем считать частицы А и В сферическими или такими, что их реальную форму можно заменить на сферическую эквивалентную кинетическую оболочку. Ее диаметр рассчитывают из формул кинетической теории газов на основании измерений вязкости, теплопроводности, диффузии, т. е. по данным о нереакционных столкновениях. Предполагается также, что реакция протекает достаточно медленно и равновесное статистическое распределение Максвелла по скорости практически не нарушается. Считается, что колебательные, вращательные и другие внутренние виды движения не возбуждены, т. е. все частицы находятся в основном состоянии. Это предположение выполняется, если энергия перехода частиц из основного состояния в первое возбужденное значительна. [c.728]

Как мы видели выше (см. гл. II, 3), возбужденное состояние решетки можно представить как идеальный газ фононов. Такое представление позволяет для качественного обсуждения явления теплопроводности воспользоваться результатами кинетической теории газов. Согласно элементарной кинетической теории, теплопроводность газа [c.152]

Как известно, теплопроводность вещества характеризуется коэффициентом Я, т. е. количеством тепла, которое передается в 1 сек через 1 см пластины толщиной 1 см при разности температур 1° размерность кал град см сек . Теплопроводность определяется только прямой передачей энергии от молекулы к молекуле, но не конвекцией или излучением. Из кинетической теории газов следует, что в области давлений, имеющих место в газовой хроматографии, теплопроводность не зависит от давления. Однако все газы обнаруживают сильный рост Я, при увеличении температуры. [c.117]

Чепмен в работе Кинетическая теория газов, состоящих из молекул, имеющих сферическую симметрию [Л, 2-18] разработал общую теорию переноса, из которой он получил аналитические выражения для коэффициентов диффузии, вязкости и теплопроводности простых и смешанных газов. [c.125]

Согласно кинетической теории газов для молекул, рассматриваемых как упругие шары, теплопроводность может быть выражена формулой [c.291]

Газы. Процесс испарения ослабляет межмолекулярные связи, которые существуют в жидкостях, и увеличивает межмолекулярные расстояния до такой степени, что молекулы обретают возможность свободного движения в любом направлении. Единственным препятствием нЗ их пути могут быть только другие молекулы, с которыми они могут столкнуться. Газ вблизи любой границы поверхности имеет случайное распределение молекул. В этом случае все свойства и особенности газа можно объяснить кинетической теорией газов. Иными словами, теплопроводность в газах можно сравнивать с процессами молекулярной диффузии от более горячих слоев к более холодным, при этом теплопроводность в газах обусловливается обменом местоположения и энергией молекул. [c.46]

Одним из первых успехов в кинетической теории газов было предсказание того удивительного факта, что динамическая вязкость и теплопроводность идеальных газов независимы от давления. Это означает, например, что определенное количество тепла передается через неподвижный слой газа при данных температурных условиях независимо от давления газа. Применяя упрощенные понятия, мы выведем выражения для вязкости и теплопроводности. Кинетическая теория объясняет напряжения трения в текущем газе тем, что молекулы движутся вперед и назад между слоями газа, текущими с различными скоростями. Таким образом, молекула из низкоскоростного слоя газа может попасть в слой газа, движущийся с большей скоростью, где после нескольких столкновений ее скорость увеличивается, а скорость столкнувшихся с ней молекул уменьшается. Таким образом, между слоями газа происходит обмен количеством движения. Это же движение молекул вызывает обмен энергией, когда в газе имеют место разности температур. [c.340]

Положение об упругом характере столкновений молекул в кинетической теории газов основывается на принципе микроскопической обратимости, из которого выводится распределение Максвелла — Больцмана для скоростей молекул газа. Вместе с тем такие свойства газов, как их теплопроводность, звукопроницаемость и электропроводность, могут быть объяснены только с учетом представлений о неупругих столкновениях между молекулами газа. Возникает вопрос, почему давление газа, заключенного в сосуд, не снизится постепенно до нуля, если столкновения молекул не являются упругими. Ведь, например, в результате неупругих столкновений между резиновыми мячиками в коробке, которую сильно растрясли, а затем оставили в покое, все мячики постепенно неподвижно улягутся на дно. Дело в том, что при неупругих столкновениях молекул газа может происходить не только уменьшение, но и увеличение их кинетической энергии. В отдельных случаях молекулы могут соединиться друг с другом или прилипнуть к стенке сосуда, и тогда происходит локальное повышение тепловой, или, что то же самое, колебательной энергии газа —возникают горячие точки . Но при последующих столкновениях с молекулами, находящимися в горячих точках , другие молекулы повышают свою кинетическую энергию, и, таким образом, энергия, сосредоточившаяся в горячих точках , рассеивается по всей системе. [c.148]

Эта часть книги посвящена исследованию скоростей протекания различных процессов. Прежде всего будут рассмотрены скорости движения молекул в идеальном газе. Такое рассмотрение даст возможность понять, чем определяются скорости химических реакций, а также процессы переноса (обусловливающие диффузию, теплопроводность и вязкость) в газовой фазе. Простая кинетическая теория газов позволяет к тому же интерпретировать термодинамические свойства веществ на молекулярном уровне. [c.257]

Теплопроводность. При передаче тепла через различные среды имеют место три вида переноса энергии движением свободных электронов (в проводниках), передачей энергии путем колебаний атомов кристаллической решетки — движением фононов (в диэлектриках) и движением молекул (в газах и жидкостях). При этом одновременно могут иметь место различные виды теплопроводности. Теплопроводность удобно анализировать, исходя из выражения, даваемого молекулярно-кинетической теорией газов [c.183]

Дебай попытался учесть взаимодействие волн решетки и для определения коэффициента теплопроводности использовал известную из кинетической теории газов формулу [c.138]

Развитие кинетической теории газов позволило иайти зависимость теплопроводности газа кт. р при те.мпературе Т и давлении р от давления, когда известна теплопроводность кт, i при температуре Т и давлении 1 ат, в области умеренных давлений. Если применить уравнение состояния реального газа Энскога [18], то [c.350]

Теплопроводность по кинетической теории газов. .. 339 Зависимость теплопроводности газов от давления и температуры по кинетической теории газов...... 350 [c.339]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ по КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ [c.339]

Теплопроводность по кинетической теории газов [c.341]

ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ГАЗОВ ОТ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПО КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ [c.350]

Следует особо отметить, что в последние годы получили детальную разработку законы молекулярной аэромеханики, основанные на кинетической теории Газов. Строго говоря, кинетическое уравнение Больцмана справедливо для сильно разреженных слоев атмосферы, где воздух нельзя считать сплошной средой. Однако исследования показывают, что применимость теории гораздо шире, ее выводы справедливы и для достаточно плотных газов. Хорошо известно, что из уравнения Больцмана получается вся классическая аэродинамика, основанная на уравнениях Эйлера и уравнениях Навье — Стокса. Кроме того, кинетическая теория позволяет вычислить численные значения коэффициентов вязкости, теплопроводности и диффузии. Эти вычисления проводятся строго теоретически на основании данных о силах взаимодействия между молекулами. На рис. 13 приведено сравнение вычисленных значений коэффициентов вязкости для чистых газов и для смесей газов с экспериментальными их значениями. Как видно, в широком диапазоне температур совпадение вполне удовлетворительное. [c.18]

Заметим далее, что сходным методом элементарная кинетическая теория газов позволяет также вычислить вязкость и теплопроводность газов. Применение даже самых грубых моделей кинетической теории газов, подобных рассмотренным в этом параграфе, обычно приводит к качественно правильным результатам и дает не вполне точный лишь числовой множитель. [c.38]

Для описания процессов, происходящих в газах при низких давлениях, щироко используются соотнощения, полученные кинетической теорией газов. Процессы переноса, имеющие место газах, такие как диффузия, теплопроводность, перенос количества движения, с достаточной для практических целей точностью описываются соотношениями кинетической теории. С точки зрения кинетической теории газ состоит из отдельных твердых частиц—молекул, которые находятся в непрерывном движении. В процессе движения частицы сталкиваются между собой, а в промежутках между столкновениями двигаются прямолинейно. Таким образом, траектория каждой молекулы представляет собой ломаную линию. Расстояние между двумя столкновениями носит название длины свободного пробега молекулы. Если газ находится в сосуде, то молекулы газа непрерывно сталкиваются не только друг [c.11]

Уравнения для коэффициентов вязкости, выведенные из представлений элементарной кинетической теории газов, не являются строгими, прежде всего потому, что они основаны на замене истинного распределения скоростей молекул газа их средними значениями. Наиболее общее уравнение молекулярно-кинетической теории для вязкости (также и для других явлений молекулярного переноса—теплопроводности и диффузии) и зависимости вязкости от температуры может быть получено, если рассматривать распределение скоростей молекул газа, с одной стороны, как результат взаимных столкновений и, с другой стороны, как результат действия внещних сил. При этом функция распределения скоростей молекул подчиняется уравнению, впервые выведенному Больцманом [121] [c.117]

В настоящее время метод кинетических уравнений получил широкое развитие и применение в механике жидких и газообразных сред, при исследованиях плазмы, в задачах о движении газовых смесей при наличии протекающих в них релаксационных или химических процессов. Делаются более или менее удачные попытки использовать кинетические методы также в механике аэрозолей, при изучении дисперсных и многофазных сред. Вопросы обоснования применяемых макроскопических уравнений наиболее удобно и просто разрешаются путем обращения к методам, истоки которых лежат в основополагающих работах Больцмана по кинетической теории газа. Вычисление коэффициентов переноса (коэффициентов вязкости, теплопроводности, диффузии) для простых и сложных систем также является прерогативой кинетических подходов. [c.5]

Согласно кинетической теории газов коэфициент теплопроводности К прямо пропорционален вязкости т), отношению Ср/С, = т и теплоемкости при постоянном объеме С,. Уравнение имеет следующий вид [c.214]

Как правило, величины и и I 1еизвестны, но существует соотношение между теплопроводностью X и вязкостью г). Согласно кинетической теории газов динамическая вязкость, Па-с, может быть представлена в виде [c.161]

Перенос тепла остаточным газом. Перекос тепла в газах, как известно, происходит посредством конвекции и теплопроводности. Однако в области высокого вакуума (остаточное давление ниже 1 мм рт. ст.) конвективный теплообмен практически отсутствует и тепло передается через газ путем теплопроводности. Зависимость теплопроводности газа от давления определяется соотношением между средней длиной L свободного пробега молекул газа и расстоянием I между теп-лообменивающимися поверхностями. Согласно кинетической теории газов средняя длина свободного пробега молекулы обратно пропорциональна давлению газа и зависит также от природы газа и его температуры [c.110]

Введенное в предыдущей главе представление о фононном газе, заполняющем с некоторой плотностью объем кристаллической решетки, позволяет применить для анализа процессов теплопереноса в твердых телах, обладающих решеточной теплопроводностью, аппарат кинетической теории газов. По аналогии с идеальным газом коэффициент теплопроводности фонои-ного газа можно представить (Р. Пайерлс) в виде [c.27]

Бирд, Гиршфельдер и Куртисс [14] предложили метод расчета коэффициента теплопроводности газовой смеси, основанный на кинетической теории газов с учетом сил взаимодействия молекул, представляющий собой развитие работ Чэпмена и Каулинга [63]. [c.389]

В кинетической теории газов доказывается, что между коаффи-цпентом теплопроводности (Л ), вязкостью (т]") и удельной теплоемкостью при постояппом объеме (с. ) наблюдается связь [c.271]