Длина пути газовых молекул

Среднюю длину пути газовых молекул, т. е. среднее расстояние, которое пробегает молекула между двумя столкновениями, можно вычислить по формуле [c.12]

Как показывают теоретические расчеты [9] и непосредственные измерения [10], градиент температуры резко возрастает по мере приближения к нагретой или охлажденной стенке (начиная с расстояния порядка средней длины свободного пути газовых молекул I) и достигает величины, значительно превышающей нормальную величину градиента, рассчитанную по уравнению теплопроводности. Ввиду сходства явлений теплопроводности и диффузии в газах сказанное выше несомненно справедливо и по отношению к градиенту концентрации пара вблизи поверхности испарения. Поэтому в первом приближении влияние концентрационного скачка на скорость испарения можно рассчитать, приняв, что уравнение Фика и вытекающее из него уравнение (1.10) применимы лишь на расстоянии свыше Д / от поверхности капли, а в пристенном слое толщиной Д обмен молекулами пара происходит беспрепятственно, как в вакууме [11]. Скорость испарения капли в вакууме равна где [c.17]

В том случае, если размер капли соизмерим со средней длиной свободного пути газовых молекул, в формулу (6.2) и в последующие формулы следует ввести поправку на температурный скачок у поверхности капли, аналогичный скачку концентрации. [c.22]

В начальный период времени в устьях пор происходит сорбция воды на глубину, соответствующую длине пути пробега молекул в газовой фазе до столкновения со стенками поры. При этом происходит многослойная сорбция. [c.99]

Ионизация в электрическом поле. Ионизация газовых молекул может происходить путем соударения с заряженными частицами (электронами), получающими достаточную для этого энергию благодаря ускоряющему действию наложенного на газ электрического поляР]. Число соударений, приводящих к ионизации, растет с увеличением напряженности поля и длины свободного пути ионизирующей частицы или с уменьшением давления, поскольку длина [c.18]

Разобранный пример тривиален. Несколько менее известен пример описания структуры волокнистых материалов для фильтров. Эти материалы состоят обычно из гибких, достаточно длинных и тонких волокон, перепутанных друг с другом. На практике их применяют в виде слоев с очень большой пористостью (до 0,98—0,99). Если эти волокна достаточно гибки и слои получаются путем сжатия материала, то волокна часто образуют много контактов друг с другом. Для некоторых расчетов по фильтрации необходимо оценить число контактов в единице объема слоя, а также распределение свободных отрезков между двумя соседними контактами. Обе задачи легко решаются применением элементарной статистики. Распределение числа контактов находим, решая задачу, аналогичную задаче для точек, случайно лежащих на отрезке (см. [13], стр. 109), и таким путем опять получаем распределение Пуассона. Прибегая к газо-кинетиче-ской модели длины свободного пробега газовых молекул, находим закон распределения свободных отрезков по Клаузиусу [16] [c.280]

При осаждении в газовой фазе нижний предел применимости формулы Стокса имеет особо важное значение. Когда размер частицы приближается к длине пути свободного пробега молекулы, скорость осаждения, рассчитанная по уравнению (4-71), будет завышена. [c.125]

Однако определение является весьма трудной задачей, поскольку турбулентная вязкость не является свойством жидкой среды, а зависит от гидродинамических особенностей течения, его геометрии, граничных условий и т. п. Для определения турбулентной вязкости предложен ряд различных гипотез. Так Прандтль ввел понятие пути перемешивания как расстояние, которое проходит турбулентный вихрь от момента его образования до распада. Это понятие является аналогом длины свободного пробега молекул в газовой фазе и может быть определено из следующего соотношения [c.66]

Опыты, проведенные в установке, специально смонтированной для выяснения этого парадокса, показали, что металлическая проволока (платиновая) не оказывает каталитического действия она служит только как нагревательный элемент и создает вокруг себя теплый газовый футляр, внутри которого органическая молекула гомогенно распадается. Действительно, давление газа можно уменьшить настолько, что длина свободного пробега молекулы будет больше радиуса реактора при этом условии молекула, нагретая путем удара о горячую проволоку, должна немедленно охладиться на стенках реактора, которые нагреты очень слабо. При этом горячий газовый футляр не образуется и наблюдается удивительное явление молекула ацетальдегида, столь легко распадающаяся, может сохраняться неизмененной в продолжение месяцев в присутствии платиновой проволоки, нагретой до 1000° С. Полу- [c.269]

Таким образом, несмотря на повышение давления газа и уменьшение средней длины свободного пути его молекул, режим течения в каналах экрана останется молекулярным. Следовательно, эффективность охлаждения газового потока сохранится. В форвакуумном диапазоне давлений длина свободного пути 142 [c.142]

Во-вторых, в результате заполнения колонки сорбентом молекулы газа двигаются не только по оси колонки, но и по многим путям, которые имеют неодинаковую длину скорость потока зависит от размеров пустот между частицами твердого носителя вследствие этих эффектов время пребывания газовых молекул (а также молекул растворенного вещества) в колонке увеличивается в результате происходит размывание полосы, которое зависит от размера частиц сорбента, заполняющего колонку, их формы и способа набивки колонки механизм размывания полосы называется вихревой диффузией по аналогии с вихревой диффузией в турбулентном потоке. [c.47]

Третью группу фильтрующих перегородок составляют такие пористые перегородки, у которых диаметр пор достигает величины, равной длине пути свободного пробега молекул газа, и которые благодаря наличию таких ничтожно малого сечения пор могут быть применимы уже для разделения газовых смесей. [c.290]

Вихревая диффузия вызывается разной длиной пути, который проходят отдельные молекулы вещества на одном и том же отрезке колонки. Она возникает вследствие извилистости газовых каналов в заполненной хроматографической колонке. [c.12]

Как указывалось выше, газовые молекулы движутся от одного столкновения до другого прямолинейно. После столкновения, в общем случае, изменяется направление прямолинейного движения. Путь молекулы от одного столкновения до другого называется свободным пробегом. Если принять для молекулы среднюю арифметическую скорость ее движения при данной температуре и подсчитать число столкновений ее с другими молекулами, то длина свободного пробега будет равна скорости, деленной на число столкновений в единицу времени. [c.237]

Броуновское движение имеет тот же беспорядочный характер что и движения газовых молекул. Оно представляет собою сложные перемещения частиц со средним временем между двумя столкновениями порядка тысячных долей секунды и средней длиной пути порядка тысячных долей миллиметра. Наблюдая частицу, мы не можем конечно уловить ни глазом, сохраняющим [c.388]

Принятые предположения в совокупности приводят к структурной модели турбулентного течения, находящейся в очевидном соответствии с молекулярно-кинетической моделью идеально-газового состояния. Моли, совершающие хаотическое движение, являются макроскопическими аналогами молекул. Протяженность поперечного перемещения моля (ясно, что именно это перемещение существенно для явлений молярного переноса) характеризуется длиной пути смешения (перемешивания), которая, таким образом, играет роль аналога длины свободного пробега молекулы. [c.195]

В условиях высокого вакуума по пару молекулы пара в парогазовой смеси практически не сталкиваются между собой, но могут сталкиваться с молекулами неконденсирующегося газа. Представим себе сосуд, в котором молекулы пара испытывают значительно больше столкновений с молекулами неконденсирующегося газа, чем между собой, причем средняя длина свободного пробега молекул газа меньше характерного размера сосуда. В этом случае каждая молекула пара, поступившая в объем конденсатора, прежде чем достигнуть охлаждаемой поверхности, претерпевает несколько столкновений с газовыми молекулами. Такие столкновения вызывают изменение направления движения молекулы пара, и траектория ее пути к стенке сосуда представляет собой многократно изломанную линию. Независимо от того, каково было направление движения молекулы пара при поступлении в объем конденсатора, соударения с газовыми молекулами приводят к полной потере начальной ориентировки, и вызывают нарушение линейного закона распределения конденсата на охлаждаемой поверхности. [c.92]

Цепи обрываются не только на стенках, но и при гомогенных реакциях в газовой фазе с посторонними примесями, которые могут содержаться в очень небольших количествах в реагирующих газах. Одной из этих примесей является кислород, обычно содержащийся в следовых количествах в хлоре, полученном путем электролиза. Молекулы Ог захватывают свободные атомы Н, с которыми при тройном столкновении с инертными молекулами газа образуют свободный радикал НОг. Последний стабилизируется затем особым образом, присущим этому радикалу, или в результате реакции на стенках. Для значительного уменьшения длины цепей и, следовательно, общей скорости реакции достаточно очень малых количеств кислорода. Действительно, поскольку цепи являются более короткими и интенсивность света, т. е. число поглощенных квантов в единицу времени, остается той же, для получения определенного количества НС1 необходимо большее число квантов. [c.292]

Относительная ионизация зависит от начальной энергии ионизирующего электрона. При энергиях от минимальной, равной работе ионизации, и до, примерно, 50 еу относительная ионизация прямо пропорциональна разности энергии электрона и работы ионизации. Далее, переходя через максимум, относительная ионизация падает с увеличением энергии электрона. Отношение числа соударений, приводящих к ионизации, к числу всех соударений на единице длины пути ионизирующего электрона показывает вероятность ионизации при соударении. Число всех соударений на 1 см является величиной, обратной длине свободного пути электрона. Вероятность ионизации, следовательно, является произведением относительной ионизации на длину свободного пути электрона. Ввиду того, что последнюю трудно определить, она принимается равной длине свободного пути газовых частиц, ничтожно малых по сравнению с молекулами газа. Из кинетической теории получается, что длина сво- [c.14]

В теории броуновского движения аэрозольных частиц большое значение имеет средняя кажущаяся длина свободного пути частиц, рассмотренная Смо-луховским и играющая в физике аэрозолей роль, аналогичную средней длине свободного пути газовых молекул в кинетической теории газов, см. (Прим. ред.) [c.85]

Введенный в газовый поток термометр регистрирует температуру, отличную от истинной температуры потока. Это может быть обусловлено влиянием, которое зонд оказывает на пламя, и прямыми ошибками, связанными с теми или иными особенностями метода. Влияние зонда на пламя в некоторых случаях может быть устранено путем уменьшения размеров термометра. Однако чтобы обеспечить передачу тецла термометру, размеры его не должны быть меньше длины свободного пробега молекул. Вносимые зондом возмущения можно классифицировать как аэродинамические, термические и химические. Основным преимуществом радиацион- [c.35]

Наиболее простые физические представления о пульсационных полях созданы по аналогии с молекулярной теорией. Известно, что в газовом потоке на основное движение, послушное очертанию канала, налагается поведение отдельных молекул, на.ходящихся в хаотическом молекулярном движении. Путь, проходнд1ый отдельными молекулами до взаимного столкновения, называется длиной свободного пробега. По аналогии с этой картиной, Прандтль ввел понятие о возникающих и разрушающихся скоплениях, движущихся случайно и произвольно. Эти скопления называют молями, комками, глобулами. Условия их возникновения и разрушения, формы взаимодействия с основным потоком, их собственные размеры, длина пути до столкновения и разрушения (так называемая длина смешения) во многих отношениях еще не ясны, хотя некоторые вопросы изучены довольно подробно. [c.95]

Интенсивности пиков, соответствующих массам ионов исходных молекул, дают возможность определять относительные концентрации атомов. Если рекомбинация атомов между реакционной трубкой и ионным источником пренебрежимо мала, то этим путем можно непосредственно определять абсолютные концентрации атомов. Как правило, на практике такое условие выполнить невозможно, если только нет способа предохранить молекулы газовой пробы от соударений друг с другом. Такие бес-столкновительные системы отбора проб использовались в экспериментах они состоят из серий газоотборных сопел, разделенных быстро откачиваемыми секциями, с помощью которых молекулярный пучок можно направить в источник ионов масс-анализатора. Увеличению интенсивности пучка в значительной степени способствует образование фронта ударной волны после того, как газ, расширяясь после первого газоотборного сопла, приобретает сверхзвуковую скорость. Это заметно коллимирует пучок. Второе сепарирующее сопло выделяет центральную часть этого пучка и направляет его в источник ионов [77]. К сожалению, конструктивные требования по объединению системы сверхзвуковых атомарных и молекулярных пучков с источником этих частиц, находящимся под низким давлением, таким, как струевая разрядная установка, трудновыполнимы. Поэтому во многих практически работающих установках используется обычная газоотборная система с эффузионным молекулярным пучком, в которой диаметр первого сопла не слишком велик по сравнению с длиной среднего пробега молекул. Фонер [70] показал, что можно добиться значительного увеличения чувствительности (отношения сигнал/шум), если такой пучок прерывается колеблющимся язычком, а ионный ток регистрируется с помощью фазочувствительного усилителя, соединенного с механическим модулятором. Система такого типа применялась для исследований радикалов НОг [78]. [c.320]

Электронографический метод широко применяют такн е для определения строения газовых молекул. На рис. 47 схематически показано, каким образом возникает дифракционная картина точно так же происходит и рассеяние волн двухатомными молекулами. Молекулы газа имеют различную ориентацию, и дифракционная картина соответственно получается несколько расплывчатая. Она представляет собой серию колец. Если известна длина волны электронов и путем измерений установлены диаметры этих колец, то можно рассчитать межатомные расстояния в изучаемых молекулах. За время, прошедшее после того, как стали применять электропографи-ческий метод, удалось установить с его томощью строение сотен различных молекул. [c.156]

Основное различие между жидкой и газообразной водой заключается в близком соседстве молекул и в тенденции к квазиправильной структуре, основанной на водородной связи, в жидкой воде. Это различие влечет за собой ряд существенных последствий. Во-первых, если принять, что механизм рассеяния энергии быстро движущейся частицы в жидкости в основном такой же, как и в газовой фазе, то из этого следует, что плотность ионов (число ионов на единицу длины пути) должна быть значительно больше в жидкости. Во-вторых, образующиеся ионы могут гидратироваться, и энергия гидратации по всей вероятности больше, чем энергия, которая выделяется, когда такой же ион свя.зы-вается с одной молекулой воды в газовой фазе. Этот фактор влияет на стабильность любых возникающих ионов и на вероятность их превращения в радикалы. В-третьих, значительно меньшее среднее расстояние между молекулами [c.112]

К третьей группе фильтрующих перегородок относятся перегородки, имеющие поры ничтожно малого сечения, у которых диаметр равен длине пути свободного пробега молекул газа. Такие перегородки могут быгъ использованы для разделения газовых смесей. [c.689]

В тех случаях, когда длина свободного пути молекул значительно превышает диаметр пор, транспорт молекул будет иметь характер течения Кнудсена. Такие условия обычно преобладают в случае проведения газовых реакций при умеренных давлениях на катализаторах с небольшими порами,, радиус которых не превышает 1000 А. Например, при давлении 1 ат средняя длина свободного нути молекул диаметром около 2-10 см составляет примерно 10 см. Многие катализаторы (например, окиспоалюминиевые катализаторы крекинга) имеют норы радиусом менее 100 А, и поэтому для таких катализаторов течение Кнудсена будет преобладать при давлениях, неслишком отличающихся от атмосферного. [c.188]

Манометр Пенпинга, в том виде как он был им описан, изготовлялся фирмой Филипс. Он имеет две небольшие прямоугольные пластинки, образующие систему катода, и помещенную между ними большую прямоугольную проволочную рамку, образующую анод (фиг. 50). Эти электроды заключены в стеклянный баллон, снаружи которого укреплен постоянный магнит. Магнитное поле направлено по нормали к плоскости катодов. Анодное напряжение манометра, равное около 2000 в, берется от однонолупериодного выпрямителя отсчет тока производится по микроамнерметру, включенному последовательно с балластным сопротивлением. Элементарное объяснение действия манометра следующее обычный гейслеровский разряд гаснет при давлениях ниже нескольких микрон вследствие того, что средняя длина свободного пути ионизующих электронов становится большей, нежели путь электронов между электродами. Предположим теперь, что анод и двойной катод расположены в магнитном поле, как показано на фиг. 50. Всякий электрон, который находится вблизи от верхней иластинки, ускоряется но направлению сверху вниз однако, вместо того чтобы лететь на кольцевой анод, он пролетает за плоскость кольца, двигаясь но сжатой спирали, ось которой параллельна направлению магнитного ноля. Когда электрон приблизится к нижнему катоду, направление его движения изменится, он полетит к верхнему катоду и т. д. Благодаря этим колебаниям длина пути электрона становится столь большой, что возможна ионизация газовых молекул даже в том случае, когда средняя [c.136]

Ван-дер-Ваарден (см. ссылки 10 и 97) установил, что дисперсии газовой сажи в алифатических углеродах стабилизуются ароматическими соединениями. Особенно это относится к ароматическим ядрам, связанным с длинной алкильной цепью. Согласно Ван-дер-Ваардену, поверхности частиц газовой сажи плотно покрыты полярными группами С—О. Такого рода диполи притягивают поляризованные молекулы или же молекулы, способные поляризоваться. Соответственно с эффектом Керра, ароматические молекулы проявляют еще более тесное взаимодействие с полярными группами С—О. Благодаря пространственному препятствию , т. е. благодаря приданию устойчивости путем сольватации или защитного коллоидного действия алкильные боковые цепи не дают частицам близко подходить друг к другу. При этом следует отметить, что эффективность стабилизации возрастает по мере либо увеличения длины боковой алкильной цепи, либо увеличения числа боковых цепей. [c.106]

Кристаллические пористые адсорбенты характеризуются наличием дальнего порядка в решетке. Типичные представители их — цеолиты. — природные алюмосиликатные материалы. В настоящее время их получают в промышленном масштабе синтетическим путем. Структурными элементами цеолитов различных классов являются тетраэдры (510правильные структуры второго порядка (обычно из 24 первичных единиц) с трубчатыми полостями, строго определенного для каждого класса диаметра в диапазоне 4—16 А. В эти длинные лолости проникают адсорбирующиеся молекулы, если соотношение размеров молекул и полостей не создает стерических препятствий. Таким образом, цеолиты могут применяться в качестве молекулярных сит, сорбирующих лишь определенные компоненты из газовой смеси. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология