Молекула скорость движения в газах

Молекулярно-кинетическая теория также позволяет делать предсказания относительно диффузии, вязкости и теплопроводности газов, т.е. так называемых транспортных свойств, проявляющихся в явлениях переноса. Каждое из этих явлений может условно рассматриваться как диффузия (перенос) некоторого. молекулярного свойства в направлении его градиента. При диффузии газа происходит перенос его массы от областей с высокими концентрациями к областям с низкими концентрациями, т.е. в направлении, обратном градиенту концентрации. Вязкость газов или жидкостей (иногда их обобщенно называют флюидами) обусловлена диффузией молекул из медленно движущихся слоев в быстро движущиеся слои флюида (и их торможением) и одновременной диффузией быстро движущихся молекул в медленно движущиеся слои (и их ускорением). При этом происходит перенос механического импульса в направлении, противоположном градиенту скорости движения флюида. Теплопроводность представляет собой результат проникновения молекул с большими скоростями беспорядочного движения в области с малыми скоростями беспорядочного движения молекул. Ее можно описывать как перенос кинетической энергии в направлении, противоположном градиенту температуры. Во всех трех случаях молекулярно-кинетическая теория позволяет установить коэффициент диффузии соответствующего свойства и дает наилучшие результаты при низких давлениях газа и высоких температурах. Именно эти условия лучше всего соответствуют возможности применения простого уравнения состояния идеального газа. [c.150]

Последнее выражение очень напоминает уравнение (3-4), описывающее закон Бойля-Мариотта, согласно которому произведение давления газа на его объем постоянно при постоянной температуре. Сделанный нами расчет, который основывается на простых предположениях молекулярнокинетической теории, приводит к выводу, что произведение РУ постоянно при заданной средней скорости молекул газа. Если эта теория верна, средняя скорость движения молекул газа не может зависеть от его давления или объема, а зависит только от температуры газа. Средняя кинетическая энергия молекул, которую мы обозначим символом е (е-греческая буква [c.138]

В формуле 1 Т= 1з Ыти Р, — газовая постоянная Т — температура N — число Авогадро т — масса молекуль и — скорость движения молекул газа. Проанализируйте эту формулу. Как зависит скорость молекул от молекулярной массы и температуры Пользуясь формулой, выведите соотношение, позволяющее судить об изменении скорости молекул при повышении температуры на некоторое число градусов. Во сколько раз возрастает скорость молекул газа при увеличении температуры в 2 раза Как изменится скорость молекул газа при увеличении температуры на 10° Как изменится скорость молекул газа при увеличении температуры на 100° Введите в формулу кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы е = — и получите формулу для энергии 1 моль молекул [c.138]

Как известно из молекулярной физики, коэффициенты вязкости, теплопроводности и диффузии в газах пропорциональны произведению скорости движения молекул и длины пути их свободного-пробега. По аналогии с этим пульсационное движение в жидкости вызывает появление дополнительных параметров турбулентной вязкости е, турбулентной теплопроводности и турбулентной диффузии [c.21]

Очевидно, что одновременно с движением газа как единого целого перпендикулярно оси X, в газе во всех направлениях движутся молекулы со скоростями, определяемыми распределением Максвелла — Больцмана. [c.117]

При хаотическом движении молекул в результате их взаимных соударений в объеме газа устанавливается распределение молекул по скоростям, описываемое законом распределения Максвелла. Согласно распределению Максвелла, существует конечная вероятность присутствия в газе молекул, скорости движения которых достаточно высоки. При соударении таких молекул часть кинетической энергии их поступательного движения передается колебательным степеням свободы в молекуле, и тогда молекула переходит в возбужденное состояние. [c.26]

Прежде всего нужно увеличить длину трубопровода, соединяющего насос с объектом. Затем миграцию паров масла можно уменьшить, если подать в объект или в трубопровод в виде балласта некоторое количество газа с большой молекулярной массой и крупными молекулами. Кроме того, определенный эффект дает охлаждение газа. Но главное — не допустить возникновения турбулентного течения откачиваемого газа в трубопроводе. Для этого желательно максимально возможно уменьшить диаметр трубопровода и скорость движения газа, входное отверстие в трубу делать с закругленными кромками, запорную арматуру и колена размещать ближе к насосу, обеспечивать свободное пространство в откачиваемом объеме в районе входного отверстия всасывающей линии для плавного и равномерного входа в него откачиваемого воздуха. [c.11]

Вынужденное движение газовых примесей порождает новый, более сложный вид движения всей парогазовой смеси в объеме конденсатора. Исследования показывают, что интенсивность конденсации пара существенно зависит от того, с какой скоростью движется газ в объеме конденсатора. Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс конденсации пара в твердое состояние. Это происходит потому, что отраженные от поверхности сублимационного льда молекулы газа, которые становятся активными в отношении конденсации молекулами, сообщают потоку черты хаотичности, создают компоненты скорости, нормальные к направлению основного потока, и при вынужденном движении возникает сильное возмущение всей парогазовой смеси, напоминающее турбулентное течение, хотя значения критерия Рейнольдса здесь относительно малы из-за малой плотности среды. Наличие направленного потока газа способствует более сильному перемешиванию потока. В потоке парогазовой смеси наблюдаются особенности, характерные для турбулентного движения отдельные частицы, проходящие через данную точку в фиксированном объеме, не описывают тождественных друг другу кривых. Наличие такого рода течения з объеме конденсатора иллюстрируется рентгеновскими снимками распределения сублимационного льда в цилиндрических трубах [ИЗ]. В то же время при конденсации чистого пара не наблюдается никаких признаков возмущенного течения пара, несмотря на сравнительно большие скорости направленного потока пара. [c.164]

Наложение на циркуляционное движение вынужденного движения, газовых примесей в электрическом поле приводит к еще большему разрушению пограничного слоя. Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс сублимации льда. Это происходит потому, что положительно и отрицательно активные молекулы при вынужденном движении приводят в соприкосновение с поверхностью сублимируемого вещества не отдельные группы молекул, а макрочастицы парогазовой смеси. Принесенная макрочастицами на поверхность образца энергия расходуется на процесс сублимации. [c.186]

Как уже отмечалось, потеря мощности при детонационном горении объясняется значительным увеличением теплопередачи за счет роста скорости газов относительно стенок цилиндра. Вследствие этого, температура охлаждающей жидкости при детонации увеличивается, а температура выхлопных газов уменьшается [2]. Можно считать, что при детонации происходит практически мгновенное повышение давления в конце сгорания. Вследствие движения газа от области с высоким давлением к области с низким давлением образуются волны давления и часть энергии системы остается в форме кинетической энергии поступательного движения молекулярного потока (так как процесс выделения энергии происходит со скоростью, превышающей скорость звука). Вследствие этого энергия беспорядочного движения молекул, то есть среднее давление, используемое для совершения полезной работы, становится меньше. Газ на пути волн давления претерпевает периодические сжатия и расширения, что вызывает возвратно поступательное движение массы газа со значительными скоростями. Повышенная скорость движения газа у стенок камеры вызывает увеличение теплоотдачи и, вероятно, за счет этого происходят значительные тепловые потери. Высокочувствительные термопары, размещенные в стенках, были бы полезны при выяснении этого вопроса. Не следует также оставлять без внимания возможное действие, обусловленное направлением волн давления относите.льно движения поршня. [c.186]

Поскольку скорость движения вещества меньще скорости движения газа-носителя, отнощение средних времен пребывания молекул вещества к средним временам пребывания молекул газа-носителя составляет /Яр-Поэтому средний объем Ув газа-носителя, необходимый для перемещения молекул вещества через колонку (соответствующий объему, необходимому для перемещения центра полосы вещества), будет [c.207]

Наложение на циркуляционное движение вынужденного движения газовых примесей порождает новый, более сложный вид движения всей паро-газовой смеси в объеме конденсатора. Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс конденсации пара в твердое состояние. Это происходит потому, что отраженные от поверхности сублимационного льда молекулы газа, которые становятся положительно активными молекулами, сообщают потоку черты хаотичности, создают компоненты скорости, нормальные к направлению основного потока, и при вынужденном движении возникает сильное возмущение всей парогазовой смеси, напоминающее турбулентное течение при сравнительно малых значениях критерия Рейнольдса. Таким образом, источником сильного возмущения в объеме сублимационного конденсатора является положительно активный газ. О наличии такого течения в объеме конденсатора говорят распределения температуры на поверхности льда в цилиндрических трубах. В то же время при конденсации чистого пара не наблюдается никаких признаков возмущенного течения пара, несмотря на сравнительно большие скорости направленного потока пара. [c.113]

Разбавление газа и воздуха продуктами горения путем рециркуляции увеличивает скорость движения газов в обогревательных каналах, понижает действительную и калориметрическую температуру горения. Молекулы свободного кислорода и газа разбавляются большим количеством подсосанных продуктов горения, что замедляет их встречу и контактирование. [c.419]

Чем больше скорость движения газа при данном постоянном давлении, тем быстрее протекает процесс сублимации льда. Это происходит потому, что при вынужденном движении газа в соприкосновение с поверхностью сублимируемого вещества приходят не отдельные молекулы, а макрочастицы парогазовой смеси. Принесенная макрочастицами на поверхность образца энергия расходуется на процесс сублимации. [c.120]

Законы движения растворенных в жидкости веществ сквозь микропоры подчиняются п соответствуют законам кнудсеновского движения газов сквозь трубы диаметром меньше свободного пробега молекулы. Т.е., если скорость движения газов [c.422]

Кнудсеновское движение газов сквозь трубы или сквозь микроноры и связанное с этим разделение газовых смесей не может быть связано с различной скоростью движения газов по трубам, т.к. длина трубы или микропоры очень незначительна, чтобы здесь проявилось разделение. Как только более быстрые молекулы пройдут сквозь трубу, опп тут же быстрее увеличат концептрации здесь этих быстрых молекул и сразу же этим самым скорость их прохождения сквозь трубу уменьшится, причем чем быстрее молекулы способны проходить сквозь трубу, тем быстрее опи увеличивают концентрацию с этой стороны трубы. [c.453]

Таким образом, основные уравнения остаются действительными и в условиях высокой степени разрежения, когда представление о континууме уже не может быть сохранено, если только скорость движения газа достаточно мала (в сравнении со скоростью звука). Это, однако, вовсе не означает, что благодаря малости числа М постановка задачи полностью сохраняется, несмотря на соизмеримость длины свободного пробега молекул и размеров тела. В этих условиях существенно изменяется характер взаимодействия потока с обтекаемым телом. Возникает эффект скольжения жидкости по твердой поверхности, который должен быть отражен в граничном условии, определяющем физическую обстановку на поверхности раздела жидкости и твердого тела (взамен условия прилипания, соответствующего обычным условиям). [c.72]

Скорость адсорбции зависит от концентрации, природы и структуры улавливаемых соединений, температуры, pH среды, вида и свойств адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается из трех стадий переноса соединения к поверхности адсор--бента, собственно адсорбции, переноса соединений внутри зерна адсорбента. На первой стадии процесс лимитируется скоростью движения очищаемого газа или сточной воды, а на третьей — видом адсорбента и размером его пор, формой и размером его зерен, размером молекул адсорбируемых соединений. [c.487]

Скорости движения молекул в газах. Пользуясь ур. (III. 15), можно определить среднюю квадратичную скорость молекул. Содержащееся в нем произведение М т (числа молекул в одном моле Nji на массу каждой молекулы т), равное массе одного моля, заменим численно равной величиной молекулярного веса М. Тогда, решая ур. (III, 15) относительно и, получим [c.99]

Пусть на произвольно выбранной плоскости 5, перпендикулярной оси X, скорость движения массы газа равна некоторому значению V. Это значит, что каждая молекула, находящаяся в плоскости 5, независимо от хаотического движения, описываемого законом Максвелла — Больцмана, имеет дополнительную составляющую скорости в направлении общего движеиия газа как единого целого, равную V. Не уменьшая общности вывода, положим для определенности, что справа от плоскости 5 (рис, П1,4) скорость увеличивается, а слева — уменьшается. Тогда в правой плоскости А, находящейся от плоскости 5 на расстоянии свободного пробега %, скорость массы газа [c.117]

Жидкое состояние характеризуется плотной молекулярной упаковкой. Свободный объем в жидкости много меньше свободного объема в газах. Для многих жидкостей характерно наличие областей упорядоченной структуры. Так, для воды характерным является наличие областей с льдоподобным каркасом, пустоты которого заполнены молекулами воды. Области упорядоченной структуры возникают и разрушаются в результате теплового движения молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул в жидкости, как и в газах, равна ЯТ, следовательно, и средние скорости поступательного движения молекул в жидкости равны средним скоростям движения таких же молекул в газовом состоянии при той же температуре. [c.592]

Работу всегда можно преобразовать в теплоту. В качестве простейшего примера обычно приводят трение. Камень, движущийся как единое целое с большой скоростью, хотя его молекулы совершают сравнительно медленное беспорядочное движение, останавливается при перемещении по поверхности вследствие трения. После остановки камень уже не имеет скорости движения как единое целое. Однако его молекулы и молекулы поверхности, по которой он скользил, движутся теперь с большими индивидуальными скоростями, чем раньше. Если тело хотя бы частично состоит из газа, молекулярное движение усиливается в прямолинейном направлении во всем сосуде. Если же тело является твердым, в нем усиливается колебательное движение атомов и молекул относительно средних положений в кристалле. В любом случае мы имеем дело с превращением макроскопического движения в микроскопическое. [c.54]

Средняя скорость движения молекул зависит от температуры газа. В равновесном газе, где распределение скоростей молекул определяется законом Максвелла, величина V равна [c.99]

Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение процесса Так как скорость реакции пропорциональна частоте столкновений между молекулами, то, на первый взгляд, это легко объяснить учащением соударений реагирующих частиц. Однако это предположение не подтверждается — скорость движения частиц при нагревании на 10° увеличивается всего лишь на 1—2%. Кроме того, если бы необходимым и достаточным условием протекания реакций являлось лишь соударение частиц, то нельзя было бы объяснить различие в скоростях процессов при одинаковых концентрациях реагентов было бы непонятным и действие катализатора, и его специфичность, и многое другое. Да и если бы каждое столкновение оканчивалось актом взаимодействия, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва ведь молекулы, содержащиеся в 1 см газа, испытывают ежесекундно такое колоссальное число соударений, что ему отвечают скорости, превышающие экспериментальные в сотни миллиардов раз. Последнее соображение не перечеркивает обоснования уравнения вида (111.2), так как число столкновений, приводящих к реакции, пропорционально общему их числу. [c.108]

Молекулярная диффузия. Молекулярная диффузия представляет собой область микрокинетики, когда перенос массы вещества осуществляется молекулами. Молекулы газа непрерывно находятся в движении и сталкиваются друг с другом. Число таких столкновений, вследствие больших скоростей и большого числа молекул, очень велико. Молекулы как бы взаимно расталкивают друг друга, в результате чего направление и скорость движения молекул непрерывно меняются. Громадное число столкновений между молекулами приводит к тому, что они в массе не столько движутся в каком-либо направлении, сколько толкутся на месте. Этим и объясняется постоянное, самопроизвольное, медленное перемешивание молекул газа, перенос энергии и массы. [c.192]

Покажем, что при реальных предположениях о законе взаимодействия газа с поверхностью твердой частицы коэффициент I в выражении для силы межфазного взаимодействия является функцией разности средних скоростей движения фаз, если функции распределения р имеют вид (3.80). Поскольку поверхность твердой частицы не является идеально гладкой, можно считать, что молекулы газа отражаются от поверхности твердой частицы по диффузному закону [58], т. е. [c.170]

Рис. 3-14. Эффузия газа (истечение газа из маленького отверстия в сосуде, через которое газ попадает во внешнюю область с таким же давлением). Согласно закону Грэхема, скорости эффузии двух газов при одинаковой температуре обратно пропорциональны квадратным корням из их молекулярных масс, или в соответствии с молекулярно-кинетической теорией пропорциональны скоростям движения молекул.

Скорости движения молекул в газах [c.101]

Хотя среднеквадратичная скорость молекул азота при нормальных условиях равна 493 м см , это совсем не означает, что все молекулы азота движутся с такой скоростью. Существует распределение молекул по скоростям движения, в котором имеются и ну-1евая скорость, и скорости, значительно превышающие 493 м с . Поскольку молекулы газа непрерывно сталкиваются и обмениваются энергией, их скорость то и дело изменяется. На рис. 3-11 графически изображены распределения по скоростям молекул газообразного азота при давлении 1 атм и различных температурах. Пред- [c.142]

Чтобы вся внутренняя поверхность катализатора была равнодоступна реагирующим молекулам, надо уменьшать размеры таблеток, но при этом быстро возрастает сопротивление слоя катализатора движению газовой смеси и возрастают энергетические затраты на продувку большой массы газа через слой катализатора. Для определения оптимальных размеров таблеток катализатора и основных параметров процессов в химическом реакторе надо знать зависимость скорости реакции от размеров таблеток, их пористости, активности катализатора, скорости движения газовой смеси и ряда других факторов. Особенно велико влияние размеров таблеток катализатора на скорость гетерогенно-каталитических процессов в жидкой фазе, так как коэффициенты диффузии в этой фазе примерно на четыре порядка меньше коэффициентов диффузии в газовой фазе. Если на катализаторе протекают параллельные или последовательные реакции, то размеры таблеток могут повлиять на селективность процесса. [c.648]

Режим полного смешения характеризуется столь турбулентным течением потока реагентов, при котором любой элементарный объем реагирующей смеси мгновенно перемешивается со всем содержимым реактора, так как скорость циркуляционных движений газа (жидкости) по высоте и сечению во много раз больше скорости линейного движения по оси реактора. Время пребывания в реакторе отдельных молекул может теоретически изменяться от О до бесконечности т Т(.р [c.71]

Режим полного смешения характеризуется столь турбулентным течением потока реагентов, при котором любой элементарный объем реагирующей смеси мгновенно перемешивается со всем содержимым реактора, так как скорость циркуляционных движений газа (жидкости) по высоте и сечению во много раз больше скорости линейного движения по оси реактора. Время пребывания в реакторе отдельных молекул может теоретически изменяться от нуля до бесконечности и т =7 = Тср. В реакторах полного смешения температуры и концентрации реагентов во всем реакционном объеме постоянны. [c.46]

Если повысить разность потенциалов между электродами до нескольких тысяч вольт, то скорость движения, а следовательно, и кинетическая энергия ионов и электронов настолько возрастает, что при соударениях они расщепляют встречные молекулы на ионы. В условиях ударной ионизации число ионов очень резко возрастает и газ полностью ионизируется. При этом наблюдается потрескивание и слабое свечение газа ( корона ) вокруг проводника, который носит название коронирующего электрода. Ионы и электроны, имеющие тот же знак, что и заряд коронирующего электрода, движутся к противоположно заряженному, так называемому осадительному электроду. [c.339]

Допустим, что сорбируе-мость молекул компонента А такова, что они поровну распределяются между неподвижной и подвижной фазами. Очевидно, что только те его молекулы, которые находятся в газовой фазе, будут двигаться по колонке, увлекаясь газом-носителем остальные 50% молекул будут находиться на поверхности адсорбента. Поскольку все молекулы непрерывно как бы меняются местами, то каждая из них за некоторый промежуток времени движется только половину этого времени, и результирующая скорость их движения по колонке в два раза меньше скорости газа-носителя. Так как остальные компоненты пробы обладают другой сорбируемостью, то и скорость каждого их них будет иной чем больше сорбируемость, тем скорость меньше, и наоборот. Можно представить себе такой случай, когда молекулы какого-либо газа вообще не сорбируются тогда скорость их движения равна скорости движения газа-носителя. Время пребывания (задержки) их в колонке одинаковое. Роль неподвижной фазы в хроматографическом методе разделения состоит в том, чтобы в резкой степени задерживать (тормозить) движение молекул разных газов, тем самым обусловливая разную скорость движения их через колонку. [c.62]

Наиболее тонкие экспериментальные исследования гетерогенных реакций (окисления, восстановлен я углекислоты и др.) проводились в так называемых вакуумных условиях. Нри глубоком вакууме в сосуде, когда абсолютное давление не превышает 10" - 10" мм рт. ст., длина свободного нути пробега молекулы становится сран шмой с диаметром сосуда. При этол( эффективность столкновепип и искажаюш,ее влияние вторичных реакций (реакций восстановлении углекислоты и горения окиси углерода) становятся очень малыми. Применяя, кроме того, достаточно большую скорость движении газа (порядка 4 м/сек), можно также исключить и влияние диффузии (103, 104, 183—186). [c.160]

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]

Если читатель незнаком с представлением о разложении векторных величин, подобных скорости движения, на три составляющие, 1, и можно предложить ему другое объяснение, которое, будучи несколько менее точным, тем не менее приводит к аналогичному результату. Допустим, что поскольку движения молекул в направлениях х, у и п не связаны между собой, можно мысленно разбить все молекулы газа на три группы одна треть молекул движется в направлении х, другая треть-в направлении з , а последняя треть-в направлении г. Тогда давление одной молекулы на стенку уг составит р, = тг /К [аналогично выражению (3-13)]. Давление на эту стенку, оказываемое всеми молекулами, движущимися перпендикулярно к ней, превыщает по-тученное значение в N/3 раза (где N-полное число молекул в сосуде), т.е. равно [c.135]

Томас Грэхем (1805-1869) в 1846 г. экспериментально установил, что скорости эффузии газов обратно пропорциональны квадратным корням из их плотностей. Поскольку, согласно гипотезе Авогадро, плотность газа пропорциональна его молекулярной массе, наблюдения Грэхома согласуются с молекулярно-кинетической теорией газов, предсказывающей, что скорость истечения газа должна быть пропорциональна скорости движения его молекул, которая в свою очередь обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярной массы [см. выражение (3-29)] [c.148]

Среди современных методов исследования углеводородов необходимо еще отметить масс-спектрометрию. Под влиянием интенсивной бомбардировки ионами, например положительными, молекула исследуемого вещества разбивается на частицы, заря-жегпше противоположными зарядами. Если эти частицы пропускать через магнитное поле, то они отклоняются от прямого пути, и при одинаковом заряде их скорость пропорциональна их массам. Пр51 помощи масс-спектрометра (рис. 19) ионы группируютсл в серии спектров одинаковой массы число частиц и скорость движения этих спектров регист])ируют прибором. Количества каждой массы рассчитывают по спектрограммам (см. рис. 19). Масс-спектры неодинаковы но только у молекул различного молекулярного веса, но и у изомеров. Метод применяется преимущественно для исследования газов и паров легкокипящих веществ, но был использован также и для изучения более высокомолекулярных углеводородов [2, т. I]. [c.96]