Кинетическая теория вязкости

Теория вязкости на основе модели вакансий была развита Френкелем и Эйрингом. Эта концепция аналогична приведенному во втором параграфе этой главы кинетическому рассмотрению диффузии как следствию случайных блужданий. Представим квази-решетку жидкости. Под действием силы возникает течение жидкости. Это течение с кинетической точки зрения является результатом того, что переход молекул в соседние вакансии происходит чаще в направлении действия силы, чем в противоположном. Это различие в частоте блужданий объясняется тем, что сила X, действующая на одну молекулу, уменьшает энергию активации в одном направлении и увеличивает в обратном. Эта сила производит на расстоянии пути реакции (до вершины активационного барьера) работу Хс1/2, где й — период квази-решетки. Эта работа вычитается из энергии активации в направлении X и добавляется к энергии активации, отвечающей движению в противоположном направлении [c.370]

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]

В соответствии с кинетической теорией коэффициент динамической вязкости газов не должен зависеть от давления — он должен изменяться пропорционально квадратному корню из абсолютной температуры (так как с МТ, 1 Т р). [c.278]

Во-вторых, если имеется какое-либо свойство, измеряемое экспериментально, которое зависит от эффективного диаметра столкновения, можно воспользоваться экспериментальными значениями Оэфф. Одним из таких свойств (не единственным) является вязкость, или внутреннее трение газа (см. гл. П1, 3). Молекулярно-кинетическая теория идеального газа дает следующее соотношение между коэффициентом вязкости т), выраженным в г см сек, и квадратом эффективного диаметра столкновения, выраженного в см [c.122]

Согласно кинетической теории, вязкость идеального газа т) для сферических и вполне упругих молекул с массой т определяется через молекулярный диаметр а следующим образом [c.291]

В кинетической теории идеальных газов среднюю длину свободного пробега молекул определяют как отношение средней скорости молекул к частоте столкновений. Однако удобнее величину <Х> найти, используя выражение для динамической вязкости [c.55]

Коэффициент вязкости имеет также и теоретическое значение зная его по кинетической теории газов можно определить величины среднего свободного пробега молекул, коэффициент диффузии газов и другие величины. [c.70]

Зависимость вязкости газовой смеси от состава обычно нелинейная, и использование правила аддитивности для ее определения может привести к существенным погрешностям. Более точные результаты получаются при использовании соотношений, выведенных исходя из кинетической теории газов. Для смеси, состоящей из к компонентов, при низких давлениях, вязкость можно рассчитать по соотношению [c.121]

Строгая молекулярно-кинетическая теория вязкости и теплопроводности [c.59]

Кинетическая теория вязкости [c.14]

Газы значительно менее вязки, чем жидкости, благодаря чему газовая хроматография по сравнению с жидкостно-распределительной или жидкостно-адсорбционной хроматографией представляет собой более быстрый метод анализа. Тем не менее между газами существуют значительные различия в вязкости, и это следует учитывать при выборе рабочих параметров. Согласно элементарной кинетической теории, вязкость идеального газа описывается уравнением [c.91]

Согласно кинетической теории газов, вязкость не должна зависеть ОТ давления. Однако при высоких давлениях, когда законы идеальных газов неприменимы, такая зависимость существует. Кроме того, при большом вакууме (порядка мм рт. ст.) изменяется характер движения молекул, в результате чего наблюдаются заметные отклонения от постоянного значения вязкости, зависящие от давления. Не учитывая этих крайних случаев — очень высоких и очень малых давлений, — в большинстве технических задач вязкость газа можно считать практически не зависящей от давления. [c.22]

Кинетическая теория вязкости жидкости была дана впервые Френкелем. [c.286]

Теория вязкости на основе модели вакансий была развита Френкелем и Эйрингом. Эта концепция аналогична приведенному во втором параграфе этой главы кинетическому рассмотрению диффузии как следствию случайных блужданий. Представим квази-решетку жидкости. Под действием силы возникает течение жидкости. Это течение с кинетической точки зрения является результатом того, что переход молекул в соседние вакансии происходит чаще в направлении действия силы, чем в противоположном. Это различие в частоте блужданий объясняется тем, что сила X, действующая на одну молекулу, уменьшает энергию активации в одном направлении и увеличивает в обратном. Эта сила производит на расстоянии пути реакции (до вершины активационного [c.287]

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]

Результаты кинетической теории газов указывают на то, что эффект вязкости газа в уравнениях (3.77) и (3.78) пропорционален Sj, а эффект вязкости твердой фазы связан с параметром Sj. Поскольку в данной задаче Sg 1, то вязкость твердой фазы имеет более существенное влияние на физическую систему, чем вязкость газовой фазы (другими словами, твердая фаза в рассматриваемом случае является более вязкой). Эффект вязкости, как известно [61], может существенно сказываться вблизи поверхности обтекаемого тела. Поэтому можно считать, что в условиях задачи система (3.78) с тензором напряжений (3.81) удовлетворительно описывает течение внутри ядра потока, т. е. вне узкой зоны вблизи границ аппарата. [c.169]

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]

Пользуясь выводами из кинетической теории газов, можно показать, что при не очень высоких давлениях вязкость газа не зависит от давления. Влияние же температуры на вязкость опреде--ляется основанным на той же теории уравнением Сатерленда [c.21]

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

Для диполь-дипольного взаимодействия, индукционного и дисперсионного взаимодействий часто используют значение т = 6, хотя при более точных расчетах необходимо принимать во внимание квадрупольные составляющие энергии, которым отвечает т = 8. Что касается энергии отталкивания, то величину п можно приближенно оценить по температурной зависимости вязкости газов т). В кинетической теории газов используется соотношение а 1п 7] 1 2 [c.251]

Закономерности, свойственные вязкости паров и газов, имеют прямое отношение к поведению коэффициента самодиффузии. Согласно мо-лекулярно-кинетической теории имеет смысл рассматривать безразмерный комплекс [c.58]

Величина а для молекул газа может быть рассчитана по вязкости газа -/], поскольку, согласно молекулярно-кинетической теории газа, [c.77]

Решение. Для расчетов надежнее всего использовать формулу (3-12), вытекающую из кинетической теории газов. Приняв для описания взаимодействия молекул потенциальную функцию Леннарда-Джонса, можно взять значения параметров а и е/к для составляющих смесей из табл. 3-1, величины можно приближенно использовать и для температур, более высоких, чем 1000° К (данные табл. 3-1 взяты из результатов измерения вязкости в диапазоне температур 300—1000° К). При определении параметров для смесей по параметрам для составляющих газов следует использовать комбинационные правила (3-14) и (3-15). Значения приведенного интеграла столкновений можно взять из графика на рис. 3-3. Результаты расчетов приводятся в табл. 3-3. [c.83]

Используя кинетическую теорию и современные представления о строении жидкости, объяснить а) поверхностное натяжение б) вязкость в) давление насыщенного пара г) температуру кипения жидкости. [c.34]

НИИ, т. е. это — вероятность соударения друг с другом в течение секунды двух данных частиц, находящихся в объеме I 10 (т — приведенная масса), где л(Г + Г2) = а называется сечением соударения. Для молекул газа а может быть рассчитана по вязкости т], поскольку, согласно молекулярно-кинетической теории газов, [c.298]

Согласно кинетической теории газов, вязкость газа пропорциональна величине где а — диаметр [c.14]

Так как скорость звука йу имеет тот же порядок величины, что и скорости движения молекул, формула для вязкости я, полученная из кинетической теории (например, формула (Е.24) вместе с уравнением (Е.31)), показывает, что величина Ад по порядку величины равна нескольким длинам свободного пробега молекул. Следовательно, при прохождении через скачок, интенсивность которого равна интенсивности наблюдаемых обычно детонационных волн, молекулы испытывают только два или три столкновения. Если учесть тот факт, что химические реакции могут происходить лишь нри молекулярных столкновениях, то отсюда следует, что для того, чтобы в ударной волне могло выделиться заметное ко.личество тепла, значение скорости химической реакции должно быть близким к максимальному из допустимых значений, определяемому частотой молекулярных столкновений. [c.209]

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]

Значения о для молекул газа могут быть рассчитаны по вязкости газа V, поскольку, согласно молекулярно-кинетической теории [c.107]

Идеальной жидкости не существует. Поэтому и отсутствует асимптотическая (предельная) теория жидкости. Свойства реальной жидкости не могут описываться как отклонения от некоторой идеализированной картины. Это затрудняет построение теории жидкости, которая должна охватывать равновесные свойства (термодинамические функцни, уравнение состояния, сжимаемость, коэффициент теплового расширения, температуру замерзания, поверхностное натяжение), а также кинетические свойства (вязкость, диффузия, теплопроводность, кинетика химических превращений). Кроме того, теория должна охватить рассеяние различных излучений жидкостями, в частности, рентгеновских, которые дают ии- [c.205]

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]

Из формулы (5-15) следует что в первом приближении коэффициент теплопроводности пропорционален коэффициенту вязкости, что согласуется с результатами элементарной кинетической теории. [c.241]

Величина среднего свободного пробега имеет значение для явлений, зависящих от столкновений молекул, например для вязкости и теплопроводности газов. Такого же рода явление — диффузия одного газа через другой или диффузия в чистом газе (например, диффузия радиоактивных молекул газа через тот же газ, состоящий из нерадиоактивных молекул). В начальный период развития кинетической теории ученые, скептически относившиеся к ней, указывали на то, что в спокойных условиях для проникновения газов из одной части комнаты в другую необходимы минуты или даже часы, несмотря на то что молекулам приписывают скорости, равные примерно 1,0 км/с. Это кажущееся противоречие объясняется тем, что молекула, диффундирующая через газ, не может двигаться в прямом направлении от одной точки к другой на большом расстоянии в результате соударений с другими молекулами она передвигается в основном направлении как бы черепашьим шагом. Только в том случае, когда газ поступает в высокий вакуум, он диффундирует в него со скоростью движения молекул. [c.638]

Коэффициент вязкости бинарных и многокомпонентных смесей зависит от концентраций. Результаты точной кинетической теории в этом случае очень сложны. Имеется следующая удобная эмпирическая формула, выражающая коэффициент вязкости смеси через коэффициенты вязкости Xi компонентов, находящихся при том же давлении и температуре [ ] [c.568]

Кинетическая теория вязкости газов удовлетворяет указанным выше требованиям как физиков, так и химиков. Что касается вязкости Ж1Идкостей, то здесь положение не столь определенное, поскольку ни одна из известных теорий не описывает удовлетворительно вязкое течение. До сих пор успешно разработана только теория вязкости простейших жидкостей, состоящих из одноатомных молекул со сферически симметричными силовыми полями и очень малым радиусом [c.106]

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]

С точки зрения этой теории различие между независимым и зависимым от времени изменением структуры заключается в более низком значении ki для последнего. Применение теории к вязкости эмульсий дало различные значения к ш к для разных концентраций дисперсной фазы. Пока нет опубликованных данных, показывающих возможность проинтегрировать эти константы скорости так, чтобы подтвердить справедливость кинетической теории. Согласно Денни и Бродки, наибольшим недостатком метода является то, что обратное вычисление для восстановления основной диаграммы сдвига по известным значениям констант потребовало бы больше информации, чем значения констант последующее развитие должно рассматриваться скорее как способ связать течение с фундаментальными свойствами материалов, чем изображение течения жидкости . [c.247]

Напомним ход выводй соотношений молекулярной диффузии (по элементарной кинетической теории). Диффузия и другие явления переноса в газах (вязкость, теплопроводность) связаны с тепловым движением молекул. В установившемся равновесном состоянии распределение скоростей молекул газа отвечает распределению Максвелла (газы в дальнейшем будем рассматривать как идеальные). Средняя тепловая скорость молекул при максвелловском распределении [c.63]

Число Кнудсена можно выразить через пзвестные критерии подобия — числа Маха М и Рейнольдса R для этого следует использовать формулу Чепмена из кинетической теории газов, связывающую кинематическую вязкость с длиной свободного пробега и средней скоростью движения молекул с [c.132]

Исходные уравнения в переменных скорость, давление. Начальные и граничные условия. Течение вязкой жидкости с ньютоновским законом трения без упрощающих предположений, которые при малой вязкости связаны с упоминавшимися выше в гл. 5 приблин ениями пограничного слоя, а при большой вязкости — с приближением Стокса, онисывается уравнениями Навье — Стокса. Вывод уравнений Навье — Стокса мон5ет быть сделан либо феноменологическим путем на основе известных постулатов Стокса (см., например, [191, [24], [25]), либо на основе молекулярно-кинетической теории [26]. Для однородной несжимаемой вязкой жидкости система уравнений Навье — Стокса имеет вид [c.165]

Пиддук [Л. 2-22] в теоретической работе Кинетическая теория специального класса жестких молекул исходит из модели газа, у которого молекулы принимаются в виде твердых, упругих, свободно вращающихся шариков. Он полагает при этом, что относительная скорость удаления шариков после столкновения равна и противоположна скорости перед столкновением. Пиддук вывел следующие формулы для коэффициентов теплопроводности, вязкости и теплоемкости при постоянном объеме. [c.129]

В первом приближении коэффициент теплопроводности пропорционален коэффициенту вязкости, что было палучено и в элементарной кинетической теории. [c.141]