Длина свободного пути молекул

Согласно закону Стокса сопротивление среды для случая, когда диаметр капли значительно превышает среднюю длину свободного пути молекул газа, рассчитывают по формуле [c.296]

Длина свободного пути молекул обратно пропорциональна давлению газа. С разрежением газа она естественно увеличивается, достигая, например, 1 см при давлении 0,009 мм рт. ст. и нескольких километров при высоком разрежении (высоком вакууме). В этих условиях, когда средняя длина пути становится много большей, чем размеры сосуда, столкновения между молекулами газа случаются относительно редко, и каждая данная молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой большей частью без столкновений с другими молекулами. В результате такие свойства, как вязкость, диффузия, теплопроводность, которые зависят в основном от межмолекулярных столкновений, существенно меняются. Очень сильное уменьшение теплопроводности газов при высоком разрежении практически используется в термосах, в производственных и лабораторных сосудах Дьюара. Тепловая изоляция достигается в них в основном именно тем, что сосуды делаются с двойными стенками и в пространстве между ними создается высокий вакуум. [c.116]

Для нефтяных углеводородов длина свободного пути молекул при остаточном давлении 10 мм рт. ст. имеет значение, колеблющееся в зависимости от размеров молекул в пр( делах 5 —10 см. Следовательно, при подобных значениях разряжения и расстояния от зеркала испарения до холодильника можно практически осуществить принцип молекулярной перегонки. [c.240]

Пусть на концах поры в газовой фазе поддерживается постоянная концентрация и с , причем Сз <С1 и длина свободного пути молекул "к к. Через некоторое время в щели установится стационарный поток, плотность которого равна [c.437]

Приведенные рассуждения справедливы для случая, когда колба датчика и камера сообщаются друг с другом трубкой, диаметр которой й мал по сравнению со средней длиной свободного пути молекул Ь. Если же L гораздо меньше й, так что столкновения между молекулами происходят значительно чаще, чем столкновения молекул со стенками, то условием равновесия является равенство давлений в колбе и в камере, независимо от их температуры = Р . Следствием этого будет соотношение — = [c.120]

Из трех величин, входящих в правую часть этой формулы, скорость молекул не зависит от давления, плотность газа прямо пропорциональна, а средняя длина пути обратно пропорциональна давлению. Отсюда получается, что в первом приближении вязкость газа не зависит от давления. Это положение может быть объяснено следующим образом. При понижении давления уменьшается число частиц в единице объема, а следовательно, уменьшается и число частиц, переносящих количество движения из одного слоя в другой. При течении слоев газа с разными скоростями между слоями возникают силы — более быстрый слой ускоряет соседний с ним медленный слой и обратно этот медленный слой задерживает более быстрый. В то же время при понижении давления возрастает длина свободного пути молекул, поэтому молекулы попадают в данный слой без столкновений из более далекого слоя, движущегося с иной скоростью. Эти два фактора действуют в противоположных направлениях, вследствие чего количество движения, переносимого из слоя в слой, остается постоянным. [c.231]

Средней длиной свободного пути молекул газа называется среднее расстояние, проходимое молекулой между двумя столкновениями с другими молекулами газа. [c.6]

При высоком вакууме (давление газа 1 10- —1 10 мм рт. ст.) преобладают столкновения молекул газа со стенками сосуда и средняя длина свободного пути молекул газа значительно больше линейного раз-мера сосуда, т. е. К>с1. [c.7]

К — средняя длина свободного пути молекул в. см с —средняя арифметическая скорость движения молекул, которая подсчитывается по формуле [c.8]

Вращательные скорости и не п-рименять смазок. Скорость -вращения роторов достигает 3000 об мин. При высоких давлениях, когда длина свободного пути молекул еще мала по сравнению с шириной зазора (Л<0,1—0,15 мм), [c.48]

Молекулярно-кинетический анализ коэффициента скольжения показывает За], что эта величина одного порядка со средней длиной свободного пути молекулы /, поэтому скольжение становится заметным и ощутимым только тогда, когда / по порядку величины сравнима с радиусом капилляра. Последнее имеет место при очень низких давлениях, так как I обратно пропорциональна давлению р. Коэффициент скольжения также обратно пропорционален давлению, экспериментальные ре- [c.10]

В работах по изучению механизма горения пористых ма териалов принималась во внимание только вязкостная диффузия, т. е. учитывалась только свободная диффузия в поры, диаметр которых значительно больше длины свободного пути молекул реагирующего газа [4 — 7]. [c.94]

В связи с тем, что основная доля поверхности большинства углеродных материалов приходится на поры с диаметром меньше длины свободного пути молекул (более 97—99% от общей), неучет явлений диффузии в них может служить причиной неправильного представления о роли пор малого размера в общем [c.100]

При наличии градиента давления газа в пористом теле возникает ноток в направлении градиента. Характер движения газа зависит от соотношения средней длины свободного пути молекул Л и радиуса капилляра г. Если у< 1, то имеет место вязкое [c.31]

Т аблица 2 Средняя длина свободного пути молекул азота при 20° С [c.37]

В процессе сорбции индивидуальных веществ на сорбентах с широким распределением объема пор по радиусам по мере увеличения давления и уменьшения длины свободного пути молекул во все большей части пор молекулярный поток будет переходить в вязкостный. Зависимость коэффициента диффузии от давления (концентрации) в этом случае можно представить в виде [c.114]

Энергия активации диффузионного процесса по данным авторов мало отличалась от теплоты адсорбции, т. е. определяющей ступенью в скорости переноса является десорбция гептана с поверхности частиц. Расстояние между частицами сажи, по оценке авторов, исходя из плотности упаковки, составляло 500 А, в то время как длина свободного пути молекул гептана при 15° С и р = 5-10 мм рт. ст. составляет 0,2 мм, т. е. в 4000 раз больше. Таким образом, основным видом переноса гептана в слое из частиц сажи являлась кнудсеновская диффузия. При этом, как отмечают авторы, не исключается возможность поверхностной миграции на индивидуальных частицах, но так как площадки контакта между частицами малы, то через эти площадки может переместиться лишь малая доля молекул, и, следовательно, этот вид переноса не является определяющим для скорости процесса. [c.146]

Третий критерий — Прандтля — характеризует физико-химические свойства жидкости или газа, В случае идеального газа D = = /а и и ц = к1ир, где / — средняя длина свободного пути молекул, а —их средняя скорость, отсюда Pr = r /pd=l. Для жидкостей обычно т] = 10-2 г/(см-с), р=1 г/см2, Д=10- см /с и соответственно критерий Рг имеет порядок 10 [c.258]

Данные работы [53 ] хорошо согласуются с результатами, полученными в работе [73] при напуске паров воды порциями. Это указывает на то, что плотность конденсата и его поглощательная способность зависят от режима напуска конденсируемого газа. Когда напуск осуществлялся порциями, конденсат имел более крупнозернистую структуру и большую поглощательную способность по сравнению с конденсатом, полученным при непрерывном поступлении паров воды. Напуск же паров воды порциями в камеру, заполненную чистым азотом до 6,6 Па, приводил к образованию мелкозернистого конденсата с поглощательной способностью такой же, как при непрерывном напуске. Это объясняется тем, что в присутствии сравнительно плотной азотной атмосферы уменьшается средняя длина свободного пути молекул Н.2О. В результате замедляется диффузия этих молекул к поверхности конденсации и уменьшается интенсивность конденсации, что приводит к образованию мелкозернистого конденсата. Сопоставление поглощательной способности конденсатов НдО, осажденных на криоповерхностях, имеющих температуру 77 К н 20 К, показывает, что оптические свойства льда очень слабо зависят от температуры подложки [53]. [c.146]

Для нефтяных углеводородов, с которыми приходится иметь дело в практике лабораторных молекулярных перегонок, длина свободного пути молекул при остаточном давлении 10 жж рт. ст. имеет значение, колеблющееся в зависимости от раз1меров молекул в пределах 5—10 см. Следовательно, при подобных значениях разрежения и расстояния от зеркала испарения дО холодильника можно практически осуществить принцип молекулярной перегонки. [c.85]

С. И. Грибкова и Л. С. Штемевко [33] разработали методику одновременного измерения температурного скачка п скольжения при наличии значительных градиентов температуры и скорости на средней длине свободного пути молекул. И в этом случае оказалось, что закон распределения тепловых скоростей соответствовал решению уравнения Больцмана в первом приближении. Эксперименты проводились в условиях разрежения до Кп = 1,22 при градиентах скорости потока у стенки до 10 1сек и градиентах температуры порядка 10 град/см. [c.101]

Известно, что давление газов обуслсмйлено молекуляр ной бомбардировкой стенок сосуда, в котором заключен газ, и в конечном счете его величина зависит от числа столкновений молекул газа со стенкой. Число столкновений молекул газа со стенкой в известной степени за висит от соотношения величины средней длины свободного пути молекул газа (Л) и линейных размеров сосуда й),ъ котором заключен газ. [c.6]

Из трех величин р, / и с, входящих в уравнение (128), с не зависит от давления, р прямо пропорционально, а I обратно пропорциональна давлению газа. Для газов при небольших, но и не очень малых давлениях произведение о-/ является постоянной величиной и, следовательно, ч] не зависит от давления. Наглядно это можно представить так при уменьшении давления уменьшается число частиц в единице объема, следовательно, уменьшается и число переносчиков количества движения из одного слоя в другой с другой стороны, возрастает длина свободного пути молекул, благодаря чему молекулы попадают в данный слой без столкновений из более далекого слоя, движущегося в направлении х с большей скоростью. В результате этих двух причин, действующих взаимнопротивоположно, количество движения, переносимое из слоя в слой, остается постоянным. [c.113]

Следовательно, средняя длина свободного пути молекул перестает зависить от давления и становится приблизительно постоянной величиной, определяемой линейными размерами сосуда. В то же время, число частиц, переносящих количество движения, с уменьшением давления уменьшается пропорционально давлению или плотности. Если учесть это, то из уравнения (128) следует, что при высокой степени разрежения газа дальнейшее уменьшение давления (числа частиц в единице объема) ведет к уменьшению коэффициента вязкости газа, и при р О он также стремится к нулю. [c.114]

Далее из уравнения (128) следуе , что вязкость должна зависить от температуры так же, как с, т. е. пропорционально Т. Однако экспериментальные данные количественно не подтверждают этой зависимости. Сезерленд [119] предложил, кроме упругого соударения молекул, учитывать и их притяжение. Представим себе две молекулы, движущиеся близко друг от друга. При отутствии сил притяжения эти молекулы не столкнутся, силы же притяжения изогнут их путь так, что столкновение может произойти. Вследствие этого число соударений каждой молекулы в единицу времени увеличится, а средняя длина свободного пути уменьшится. Уменьшение длины свободного пути молекул вследствие действия сил притяжения будет тем больше, чем ниже температура. При очень высоких температурах молекулы движутся так, будто на них вовсе не действуют эти силы. В этом случае их кинетическая энергия велика сравнительно с потенциальной энергией сил притяжения. Таким образом, длина свободного пути молекулы зависит от температуры, приче.м аналитическое выражение этой зависимости имеет следующий вид [c.114]

В порах с диаметром менее длины свободного пути молекул газа (й<Я) обе ооставляющие времени имеют сопоставимые значения в широких пределах возможных режимов адсорбции. [c.98]

Для капилляров с диаметром больше длины свободного пути молекул газа коэффициент диффузии практически не аави- [c.99]

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]

Если адсорбируемое вещество перемещается преимущественно по поверхности пор, то при наличии встречного потока несорбирующегося газа скорость передвижения фронта адсорбции внутри зерна не должна особенно замедляться. Если же перенос вещества происходит главным образом в газовой фазе, то надо ожидать заметного влияния потока несорбирующегося газа. Воздействие встречного потока, очевидно, будет иметь место только в тех порах, радиусы которых больше средней длины свободного пути молекул. В мелких порах, радиусы которых меньше средней длины свободного пути, имеет место молекулярная диффузия, и встречные потоки проходят независимо друг от друга. В опытах авторов, проводившихся при атмосферном давлении, средняя длина свободного пути составляла приблизительно 10 см, и торможение переноса в газовой фазе происходило только в порах, радиусы которых больше 10 см. [c.128]

Здесь мы рассмотрим экспериментальные данные по кинетике сорбции газов и паров на углеродных адсорбентах в отсутствие газа-носителя. Эти исследования по большей части проведены при давлениях ниже атмосферного и это обстоятельство наряду с отсутствием газа-посителя вносит определенные особенности в механизм и скорость переноса вещества в крупных порах сорбента. Главная особенность заключается в том, что в крупных порах при отсутствии газа-носителя имеется градиент давления сорбируемого вещества и если длина свободного пути молекул меньше радиуса пор, то возникает вязкое течение, скорость которого заметно превосходит скорость нормальной диффузии и поэтому скорость адсорбции в отсутствие газа-носителя всегда больше. [c.132]

Викке и Войгт [16] в аналогичной работе со стеклянным фильтром Шотта 05 с радиусами пор 2,8 -10" см нашли большую скорость течения н. бутана по сравнению с водородом, азотом и другими малосорбирующимися газами. Это превышение было вначале отнесено на счет поверхностной диффузии, однако, как было показано в более поздней работе Викке и Фоллмера [17], это явление связано с зависимостью скорости потока от длины свободного пути молекул в переходной области течения газа. Викке и Фоллмер, применяя модифицированный метод, исследовали скорость течения водорода, азота, метана и аргона в переходной области через фильтр из иенского стекла и некоторые другие пористые материалы нри разных температурах. Для обработки экспериментальных данных авторы преобразовали уравнение Кнуд- [c.181]

Наиболее вероятные радиусы вторичных пор в исследованных цеолитах составляют 2500—5000 А, а длина свободного пути молекул воды при относительном давлении р/р — 0,1 и температуре 20° С равна 100000 А (в отсутствие газа-носителя), т. е. соблюдается условие г Л, определяющее кпудсеновский характер течения газа. Роль поверхностной диффузии для скорости переноса вещества в таких крупных порах мала. [c.200]

При заполнении вторичных пор азотом под атмосферным давлением длина свободного пути молекул уйеньшается до — 1000 А и в крупных порах происходит нормальная диффузия газа в газе. Коэффициент диффузии паров воды в атмосфере азота при [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология