Основы молекулярно-кинетической теории газов

В основе молекулярно-кинетической теории газов лежат следующие допущения [c.19]

Основы молекулярно-кинетической теории газов, которая объяснила физический смысл газовых законов, были заложены еще в работах М. В. Ломоносова. В 1744—1748 гг. он разработал теорию атомно-молекулярного строения вещества, впервые обосновал кинетическую теорию теплоты и на основании этого объяснил многие неизвестные до него явления. В XIX в. молекулярно-кинетическая теория газов получила свое дальнейшее развитие в работах Клаузиуса, Максвелла и Больцмана. На новейшем ее этапе эта теория была в современном виде разработана Я. И. Френкелем. [c.19]

Показано, что основой моделирования стохастических особенностей многих ФХС, характерных для химической технологии, может служить метод статистических ансамблей Гиббса. В частности, статистический подход к описанию ФХС, лежащий в основе молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей, иногда может служить эффективным средством для количественной оценки коэффициентов переноса, входящих в функциональный оператор ФХС. В качестве математической модели процессов, протекающих в полидисперсных средах, сформулировано уравнение баланса свойств ансамбля (БСА) для отыскания многомерной функции распределения частиц по физико-химическим свойствам и приведены примеры его применения. [c.78]

На основе молекулярно-кинетической теории газов была разработана для бимолекулярных реакций теория, получившая название теории активных соударений (TA ). Согласно этой теории реакция осуществляется при столкновении между молекулами реагирующих веществ. Во время столкновений происходит разрыв старых и образование новых химических связей. [c.272]

Закон молекулярной диффузии Фика (1.13) может быть строго получен на основе молекулярно-кинетической теории газов, при этом оказывается, что значение коэффициента молекулярной диффузии D пропорционально длине свободного пробега и средней скорости теплового движения молекул. Для [c.19]

Наиболее простой теоретической моделью, описывающей равновесие между адсорбирующей поверхностью и окружающей средой, является модель мономолекулярной адсорбции Ленгмюра, в рамках которой на основе молекулярно-кинетической теории газов получено уравнение изотермы адсорбции (формулы изотерм адсорбции (9.2)-(9.4) здесь приводятся без вывода) [c.512]

Основы молекулярно-кинетической теории газов [c.148]

Согласно молекулярно-кинетической теории газов, молекулы газа сталкиваются одна с другой и со стенками сосуда по законам соударения упругих шаров, без потери энергии. На основе молекулярно-кинетической теории газов можно подсчитать давление, возникающее в результате удара молекул газа о стенки сосуда. [c.56]

Средние скорости йа и и удобно вычислять по формулам, выведенным на основе молекулярно-кинетической теории газов [c.19]

Молекулярно-кинетическая теория газов позволяет успешно объяснить свойства идеального газа на основе минимального числа исходных предположений, а также дает возможность понять причину отклонений свойств реальных газов от идеального поведения. В своей простейшей форме молекулярно-кинетическая теория исходит из предположений, что газ состоит из невзаимодействующих молекул, которые могут рассматриваться как точечные массы и находятся в состоянии постоянного движения, прерываемого лишь упругими столкновениями друг с другом и со стенками сосуда. Когда мы хотим распространить эту теорию на реальные газы, приходится учитывать, что молекулы имеют конечный объем и что между ними действуют силы взаимного притяжения. [c.156]

Молекулярно-кинетическая теория газов была создана на основании экспериментальных данных о различных свойствах газов. Однако мы умышленно изложили здесь эту теорию до того, как будут рассмотрены реальные свойства газов, поскольку теория создает основу, на которой можно обсуждать экспериментальные факты. В науке мало примеров таких теорий, которые столь же успешно, как кинетическая теория газов, позволяют объяснять множество различных фактов. Тем не менее всегда следует рассматривать теорию как средство для изучения реальных явлений. Правда, время от времени всякая теория нуждается в уточнении, а иногда ее вовсе отбрасывают и заменяют другой теорией. [c.159]

Расчет на основе элементарной молекулярно-кинетической теории газов приводит к следующей зависимости бтд от плотности [c.36]

Основой этой исторически первой теории газофазных одностадийных реакций служат молекулярно-кинетическая теория газов (Р. Клаузиус, 1857) и теория (закон, формула) С. Аррениуса (1889) об экспоненциальной зависимости скорости реакции от температуры. [c.100]

Аналогичная ситуация имеет "место и при описании явлений переноса в газах. Как известно, для замыкания уравнений гидромеханики, описывающих движение газа, может быть использована кинетическая теория газов, объясняющая наблюдаемые явления в газе на основе гипотезы о молекулярном строении вещества. Подобная статистическая теория может быть использована и для описания процессов переноса в псевдоожиженном слое. При этом псевдоожиженный слой рассматривается как система дискретных твердых частиц, взвешенных в потоке газа, причем твердые частицы участвует не только в некотором осредненной движении, но и совершают хаотическое движение. Такой подход к описанию явлений переноса в псевдоожиженном слое был предложен в работах [34—36]. [c.39]

Среди теоретических моделей поверхностных явлений наиболее простой является модель локализованной, мономолекуляр-ной адсорбции Лангмюра, в рамках которой на основе использования молекулярно-кинетической теории газов получено сле- [c.192]

Численное значение D зависит от молекулярно-кинетических характеристик диффундирующего вещества и среды, в которой происходит диффузия. Напомним, что такими характеристиками являются средняя скорость U теплового движения молекул, средняя длина их свободного пробега Л и эффективное сечение молекул в процессе их соударений. В молекулярно-кинетической теории газов выводится следующее соотношение для коэффициентов диффузии в газах D = UA/3. Для диффузии в газах при высоких давлениях, когда молекулы уже нельзя полагать точками, и тем более для диффузии в капельных жидкостях значения коэффициентов диффузии приходится определять на основе экспериментальных измерений. [c.346]

Исследование вязкости жидкостей и газов способствует выявлению общих закономерностей для процессов молекулярного переноса и уточнению представлений о механизме этих явлений. Поэтому закономерно то, что именно результаты исследований по вязкости легли в основу современной молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей. [c.3]

Исходя из молекулярно-кинетической теории газов, можно теоретически обосновать законы газового состояния. Основы этой теории были разработаны М. В. Ломоносовым. Дальнейшее развитие она получила лишь во второй половине XIX в. в трудах ученых П. Клаузиуса, Л. Больцмана, Д. Максвелла. [c.56]

В процессе подготовки и разработки новой теории тенлоты Ломоносов, по существу, сформулировал основы молекулярно-кинетической теории вплоть до вывода, как указывает Б. Н. Меншуткин, что конечная величина частиц газа при очень больших давлениях должна вызвать отступление от закона Бойля . Доказательство этого вывода дается в диссертации Ломоносова Рассуждение об упругости воздуха 2 и в Прибавлениях к этому Рассуждению . Здесь Ломоносов объединил представления Ньютона о взаимном отталкивании частиц с мыслью Бернулли о движении этих частиц. Бернулли, как известно, математически разработал вопрос о движении частиц материи, игнорируя при этом их взаимное отталкивание. Поэтому кинетическая теория Ломоносова представляет собою шаг вперед но сравнению с теориями предшественников. [c.390]

Уравнения для определения скорости испарения воды и сублимации льда с точки зрения молекулярно-кинетической теории газов были получены В. В. Шулейкиным еще в 1924 г. Для определения скорости сублимации в условиях среднего и низкого вакуума в уравнения, полученные на основе молекулярно-кинетической теории, вводятся соответствующие коэффициенты. [c.3]

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]

Опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро- и полумикроколичествах. Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-кинетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе диффузию, осмос, рост н растворение кристаллов, электролитическую диссоциацию, движение ионов или коллоидных частиц в растворах или газах под действием электрического поля, устойчивость и условия коагуляции дисперсных систем, выделение и растворение газов в жидкостях, кинетические явления в растворах, действие катализаторов, набухание, флотация, демонстрация окраски растворов и ее изменения под действием различных факторов, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ. [c.152]

Трудность теоретического рассмотрения процесса испарения связана с необходимостью учета также и диффузии молекул в жидкой фазе. Однако скорость конденсации легко подсчитать на основе кинетической теории. Она рассматривает газообразное состояние, и вследствие малых плотностей пара при температурах, соответствующих молекулярной перегонке, можно принять, что пар следует законам идеального газа. Если можно вывести выражение для того, чтобы вычислить скорость конденсации, то очевидно, что это выражение даст также скорость испарения, потому что исходным предположением является равенство скорости конденсации и скорости испарения при условии равновесия. В последующем выводе поэтому конечное выражение дается для скорости конденсации. Рассмотрим единицу объема пара, находящегося в контакте с поверхностью той же жидкости, и предположим, что в этом случае приложимы обычные предположения кинетической теории газа, а именно, что молекулы пара малы по сравнению с расстоянием между ними, что [c.422]

Теоретические исследования в этом направлении, с одной стороны, исходят из молекулярно-кинетической теории и приводят к уравнениям, по которым, имея ограниченное число исходных данных, можно рассчитать с той, или иной точностью вязкость газов и жидкостей. С другой стороны, используется принцип подобия и теория соответственных состояний, устанавливающие графические или аналитические обобщающие зависимости, которые позволяют на основе экспериментальных данных для одного или немногих веществ вычислить вязкость для многих других веществ в широких пределах температур и давлений. [c.127]

Уравнения (1.76)—(1.79) могут служить основой для описания многих технологических процессов, протекающих в дисперсных средах, где имеют место явления тепло- и массообмена совместно с химическими превращениями. Эти уравнения, как и вся система уравнений (1.66), являются результатом фенсменологического подхода к описанию движения взаимопроникаюпщх континуумов. Коэффициенты переноса, входящие в эти уравнения, определяются либо экспериментально, либо, если это возможно, рассчитываются теоретически или полуэмпирически на основе молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей. Таким образом, целесообразно комбинировать феноменологический и статистический подходы для описания процессов, протекающих в многофазных, многокомпонентных средах. [c.67]

Сформулируйте три положения, лежащие в основе молекулярно-кинетической теории газов. В чем их значение Поясните с помошью графика распределение молекул по скоростям и опишите влияние температуры на это распределение. Объясните, почему небольшое увеличение температуры влияет на скорость гомогенных газофазных реакций очень заметно. [c.353]

Законы идеальных газов чрезвычайно просты. Первоначально они были установлены опытным путем. Теоретическое истолкование и обоснование этих законов было дано позже на основе молекулярно-кинетической теории. Основные положения молекулярно-кинетической теории газов были сформулированы в середине XVIII в. русскими учеными М. В. Ломоносовым и Д. Бернулли. Отдельные вопросы теории уточнялись и развивались в течение последующих ста лет в работах Дальтона, Клапейрона, Максвелла, Больцмана, Клаузиуса и других ученых. В настоящее время молекулярно-кинетические представления широко используются всеми естественными науками. [c.19]

Энског сделал попытку теоретически получить формулу для вычисления теплоироводности смесей газов на основе молекулярно-кинетической теории материи. Рассмотрев длины свободного пробега отдельных молекул, находящихся в газовых смесях, он пришел к выводу, что теплопроводность смеси не может быть аддитивной функцией теплопроводности ее компонентов. Энског предложил формулу для вычисления теплолраводности смеси [c.235]

В качественно описанной наиболее простой модели структуры турбулентного потока, имеющего контакт с твердой поверхностью, предполагается наличие двух основных зон потока турбулентного ядра, слабо ощущающего демпфирующее влияние твердой стенки, и тонкого пристенного слоя, где, наоборот, считается, что турбулентные пульсации из ядра потока в такой слой проникать не могут вследствие непосредственной близости стенки. Но даже при таком, наиболее простом модельном представлении о турбулентном потоке вопрос о влиянии стенки на изменение масштаба (аналог длины свободного пробега молекул в молекулярно-кинетической теории газов) и интенсивности турбулентности (нульсационная скорость в турбулентном потоке) решается не теоретически, а только на основе экспериментально измеряемых характеристик турбулентности. Определение толщины пристенного слоя также не может быть проведено без экспериментальных (как правило, инструментально весьма сложных) измерений. [c.57]

Первые основные положения молекулярно-кинетической теории газов были высказаны в середине ХУП1 века русскими учеными М. В. Ломоносовым и Д. Бернулли. Общая картина газового состояния, описанная М. В. Ломоносовым, лежит в основе [c.31]

Суворов [65] предлагает несколько ин>то классификацию методов 1) статические методы, когда изучаемая система находится в замкнутом объеме при определенной температуре 2) квазистатические методы, когда изучаемая система сообщается с внешней средой, но предусмотрены меры, ограничивающие диффузию пара из системы (сюда входит и метод точек кипения) 3) динамические методы (метод струи) 4) кинетические методы, когда сведения о давлении пара получают на основе представлений кинетической теории газов (методы Лэнгмюра, эффузии Кнудсена, торсионный, эффузионно-торсионный) 5) методы переноса 6) масс-спектрометрические методы 7) метод анализа пара в молекулярном пучке . 8) методы изотопного обмена 9) спектральные методы. [c.62]

Авторы сочли нецелесообразным включать в справочное пособие таблицы с экспериментальными значениями коэффициентов молекулярной диффузии для газов по той причине, что имеющиеся в литературе уравнения для расчета Ддв в газах, полз ченные на основе молекулярно-кинетической теории с достаточной точностью для инженерных расчетов, подтверждены экспериментально. Заинтересованному читателю можно рекомендовать [6-8, 29, 30, 37, 49, 101, 195, 278], в которых он найдет необходимые сведения для системы газ— газ. Эксперимента1щыые методы определения коэффициентов молекулярной диффузии в системе газ— газ наиболее 1ю шо представлены в [195], а значения коэффициентов диффузии — в [7]. Составители понимают, что данное справочное пособие, являющееся, по сути дела, одной из первых попыток обобщения накопленного за многие годы литературного материала по молекулярной диффузии, не лишено недостатков, и будут благодарны читателям за присланные критические замечания и советы. [c.786]

Интересно отметить, что многие ученые еще в начале XX в. называли этот закон гипотезой. В частности, Мельдрум в своей монографии Авогадро и Дальтон хотя и признает большое историческое и научное значение гипотезы Авогадро, считает, что ее нельзя называть законом наравне с законом Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, ибо она не вытекает непосредственно из физического опыта, а является следствием молекулярно-кинетической теории газов [15, стр. 22]. В связи с этим он указывал, что если молекулярно-кинетическая теория изменится или падет, вместе с ней должно измениться содержание и смысл гипотезы Авогадро. Мельдрум писал об этом в 1904 г., т. е. до опытов Перрена (1908—1909). В связи с этим необходимо подчеркнуть, что Менделеев уже в 60-х годах в учебнике Органической химии [240] и в Основах химии называет эту гипотезу законом. Он указывал, что право называться законом эта гипотеза заслужила благодаря тому, что она обладает силой предсказывать явления, которые подтверждаются опытом Вся главная сила, вся очевидная польза открытия законов природы в том и выражается, что они дают возможность предсказать незнаемое, предвидеть еще ненаблюденное [203, т. 1, стр. 227]. [c.351]

Для исследования влияния температуры на объем газа при постоянном давлении можно применить прибор, подобный изображенному на рис. 85, а этот прибор снабжен устройством для регулирования температуры. По мере повышения температуры поршень поднимается, и объем газа возрастает (рис. 85, б) охлаждение же газа приводит к уменьшению объема газа и опусканию поршпя (рис. 85, в). Эти изменения можно легко объяснить на основе молекулярно-кинетической теории. Повышение температуры приводит к увеличению скорости движения и кинетической энергии молекул газа, что в свою очередь вызывает усиление и учаш,ение ударов молекул о нижнюю поверхность поршня. Последний движется вверх, увеличивая пространство между молекулами и уменьшая тем самым количество ударов молекул о поршень, а следовательно, и давление, развиваемое газом. Поднятие поршня приводит к увеличению объема газа. Понижение температуры вызывает уменьшение [c.108]

С первого взгляда трудно понять, почему литр кислорода должен содержать такое же количество молекул, что и литр водорода или азота ири тех же условиях температуры и давления. Однако это нетрудно объяснить на основе молекулярно-кинетической теории. Поскольку два газа нри одинаковой температуре должны иметь одинаковую среднюю кинетическую энергию, логично нредноло-жить, что равные объемы этих газов содержат одинаковое число частиц. [c.112]

При значениях параметра Кнудсена, примерно больших 10, газ должен рассматриваться как свободный молекулярный поток. Его взаимодействие с твердым телом описывается на основе законов кинетической теории газов. [c.138]

Выведенное на основе кинетической теории газов уравнение Кнудсена определяет линейную скорость молекулярного потока в трубке диаметром г, когда на длине I наблюдается падение давления Р1 — Р2- [c.83]

Молекулярно-кинетическое истолкование химических процессов можно встретить в трудах А. М. Бутлерова, А. Кекуле, Н. Н. Бекетова, Л. Мейера. В 1867 г. Л. Пфаундлер применил кинетическую теорию газов к явлениям химического равновесия и к объяснению диссоциации химических соединений. Он развил теорию одновременно совершающихся обратимых реакций как следствие непрерывных изменений состояния молекул . На основе молекулярно-кинетического учения ему удалось показать тесную связь между такими категориями химических равновесий, как процесс диссоциации и реакции двойного обмена. При рассмотрении многих физико-химических явлений и при выводе формул ученые использовали неверную гипотезу, что все молекулы идентичны со всех точек зрения. Между тем, чтобы глубже проникнуть в сущность механизма явления, оказалось необходимым ввести новое цонятие, которое позволило бы более точно и логично подойти к физико-химическому явлению. Эту новую мысль развили Р. Клаузиус, Д. К. Максвелл и Л. Больцман в своих трудах по статистической механике. Новое заключалось в том, что не все мо- [c.329]

На решение проблемы информационного обеспечения физикохимическими данными направлена разработка системы автоматизированного обеспечения физико-химической газовой динамики рекомендациями с оценками достоверности (система АВОГАДРО) [7]. В основу такой разработки положено представление о физической, математической и информационной моделях предметной области, включающей определенные разделы физики молекулярных, атомных и электронных столкновений, физико-химической кинетики, спектроскопии, кинетической теории газов и газовой динамики. При этом физическая модель формируется в виде образов, представлений и допущений нри описании того или иного явления математическая модель включает набор переменных для онисания состояния исследуемых объектов и уравненш с коэффициентами, замыкающими соотношениями, начальными и граничными условиями, что [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология