Кинетическая энергия газа, средняя

Для идеального газа эта внутренняя энергия, Е, совпадает со средней молярной кинетической энергией, о которой говорилось в гл. 1 Внутренняя энергия идеального газа прямо пропорциональна его температуре [c.18]

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]

Как показано в гл. 5, фактор трения / для пара, текущего в трубе, стенки которой покрыты пленкой жидкости, может быть на порядок выше, чем при течении однофазного потока. Это частично связано с ростом средней плотности газа, обусловленным уносом капель жидкости в ядро потока, а также с образованием волн на поверхности жидкой пленки, что вызывает турбулизацию потока пара. Кроме того, переход капель жидкости из пленки в ядро потока и обратно также приводит к уменьшению кинетической энергии газа. Факторы трения при течении газа в трубах со смоченными стенками показаны на рис. 5.15. Эти данные относятся как к течению при наличии конденсации или кипения, так и без них (например, для воздухо-водяных смесей). [c.246]

Согласно кинетической теории газов, средняя энергия молекулы при температуре Т равна Еср = /2( 1). В то же время энергия распределена между отдельными молекулами неравномерно. Это обусловлено передачей энергии от одних молекул другим при их столкновениях в процессе хаотического движения. При данной температуре энергия отдельных молекул в системе распределена по определенному закону, который называется распределением Максвелла—Больцмана. [c.134]

Так как средняя кинетическая энергия газов является функцией изменения температуры, то приведенные выше соотношения могут быть выражены через температуру [c.45]

В формулах кинетической теории газов используются всегда средние значения скоростей теплового движения причем если имеет значение только скорость молекулы, учитывается средняя арифметическая скорость, а когда имеет значение кинетическая энергия, учитывается средняя квадратичная скорость. [c.22]

Специфические трудности возникают также и при измерении коэффициента гидродинамического сопротивления. Для этого прежде всего необходимо измерять падение давлений, обусловленное именно только трением, а не изменением кинетической энергии газа в процессе течения. Эта величина не поддается непосредственному измерению. Далее нужно определить средние по сечению скорость и плотность газа. Измерение плотности сводится опять к измерению температуры и давления, если пользоваться для вычисления ее уравнением состояния, или скорости, если определить ее из расхода. [c.108]

То, что при этом происходит, можно представить с помощью кинетической теории газов, Предположим, что температура газа А выше, чем газа Б. Мы объясняем это тем, что молекулы газа А обладают большей энергией движения по сравнению с энергией движения молекул газа Б — молекулы газа А имеют более высокую кинетическую энергию (в среднем). Когда газы соприкасаются, быстро движущиеся молекулы газа А при соударении могут передавать кинетическую энергию медленно движущимся молекулам В. В результате этого переноса кинетической энергии от газа А к газу Б повышается температура газа Б и понижается температура газа А. Когда переход кинетической энергии от одного газа к другому в результате теплового контакта между молекулами газов А и Б заканчивается, эти газы находятся в тепловом равновесии они имеют одинаковую температуру. [c.84]

Из практики работы цементных заводов известно, что для улучшения теплоотдачи и продления службы футеровки в зоне спекания факел топлива направляется на обжигаемый материал. Иными словами, имеет значение так называемая настильность факела. Последняя зависит от средней скорости газовоз-душного потока. С другой стороны, необходимо иметь в виду, что слишком высокое значение кинетической энергии газов факела может неблагоприятно повлиять на устойчивость обмазки. [c.67]

Величина энергии активации в 80 кдж м.оль при комнатной температуре соответствует увеличению скорости реакции примерно в 3 раза при повышении температуры на 10° С. При увеличении температуры на 100° С скорость может увеличиваться в несколько тысяч раз. Такое большое увеличение скорости реакции исключает объяснение температурной зависимости скорости как результата увеличения средней энергии молекул или их скоростей. Согласно кинетической теории газов средняя энергия молекулы при достаточно высоких температурах пропорциональна абсолютной температуре [c.268]

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]

Согласно теории столкновений, скорость реакции равна произведению числа столкновений на выражение, учитывающее, что эффективными являются только столкновения молекул, обладающих надлежащим уровнем энергии. Число столкновений определяется на основе кинетической теории газов. Из закона же распределения энергии Максвелла следует, что доля общего числа молекул, соответствующая молекулам с энергией, превышающей средний уровень значений энергии активации, составляет Отсюда получается [c.219]

Кристаллические и, плотные аморфные материалы обычно непригодны для создания мембран. Это обусловлено малой долей свободного объема и большим временем релаксации для процессов перераспределения вакансий и других дефектов структуры, в результате чего резко снижается растворимость газов и скорость миграции растворенного вещества. Равновесные и кинетические свойства подобных систем во многом определяются высокими значениями потенциала межатомного (межмолекулярного) взаимодействия, обычно превышающего средние значения кинетической энергии КьГ этим объясняется малая подвижность структурных элементов. Однако легкие разы типа Нг, Не, Оа, N2 с наиболее низкими значениями параметров (е,/, о, ) парного потенциала молекулярного взаимодействия могут в некоторых плотных матрицах образовывать системы с повышенной растворимостью и удовлетво рительными диффузионными характеристиками. Наиболее перспективны металлические мембраны на основе палладия для извлечения водорода, а также стекла для выделения гелия [8, 10, 19—21]. [c.114]

Кинетическая теория газов показывает, что такие понятия, как температура и давление, играющие основную роль в термодинамике, обладают по существу статистической природой, т. е. являются выражением некоторых свойств вещества, обусловленных совместным действием очень большого числа частиц. Температура определяется средней кинетической энергией поступательного движения, хотя кинетическая энергия отдельных частиц может значительно отличаться от этой величины. Точно так же давление газа выражает суммарный эффект ударов молекул о стенку сосуда и является величиной, средней для большого числа молекул, которые обладают в момент удара самыми различными количествами движения и ударяются о стенку под самыми различными углами. Статистической природой обладают и такие величины, как плотность. [c.210]

Средняя кинетическая энергия частиц в газе связана с поступательным движением, а следовательно, средней скоростью —V. Среднюю энергию можно представить как сумму трех слагаемых разложения вектора скорости по координатам X, у и 2, то есть [c.25]

Частицы в газе двигаются хаотично, поэтому средние значения кинетических энергий по трем координатным осям равны между собой [c.25]

Допустим, что в обеих частях сосуда находится газ. В левой половине сосуда температура газа Ту, а в правой половине Га. Если Г1> Та, то средняя кинетическая энергия ти 2 молекул газа в лёвой части сосуда, согласно кинетической теории, будет больше средней кинетической энергии т.и 12 в правой половине сосуда. В результате непрерывных соударений молекул о перегородку в левой половине сосуда часть энергии их будет передаваться молекулам перегородки. В свою очередь молекулы газа, находящиеся в правой половине сосуда, сталкиваясь с перегородкой, будут приобретать какую-то часть энергии от ее молекул. [c.187]

Изменение перепада давления во времени отражает неоднородность и агрегатное состояние структуры слоя, т. е. интенсивность слияния, разрушения агрегатов жидкости и газовых пустот, образования и разрушения каналов, проскок больших газовых пустот и вместе с этим колебания слоя в целом. Отсюда вытекает, что среднее абсолютное отклонение АР от ДР, приходящееся на единицу ЛР, т. е. ДДР/ЛР, характеризует ту среднюю долю из общей энергии газа, которая превращается в флуктуирующую кинетическую энергию единицы массы жидкости. Поэтому величина [c.73]

Температура газа определяется средней кинетической энергией его молекул. При неизменных внешних условиях температура остается постоянной, что связано со стационарным распределением молекул по скоростям, хотя отдельные молекулы имеют самые различные скорости. Давление газа — суммарный эффект ударов очень большого числа молекул о стенку сосуда. Статистической природой обладают также объем и плотность газа. Важнейшие термодинамические функции энтропия, изохорный и изобарный потенциал и другие — зависят от температуры, давления и объема. Значения этих функций представляют собой средние статистические величины, относящиеся к системам, состоящим из большого числа частиц. [c.148]

Средняя кинетическая энергия молекул жидкости слишком мала, чтобы все они могли преодолеть силы внутреннего давления и распространиться равномерно по всей емкости, как это было с молекулами газа. Но, согласно закону распределения Максвелла, в жидкости всегда присутствует некоторое число молекул с большой энергией ( горячие молекулы), которые способны преодолеть силы внутреннего давления и покинуть объем жидкости — вырваться в пространство над ее поверхностью, т. е. испариться. В то же время в паре над поверхностью жидкости присутствуют молекулы с небольшой энергией ( холодные молекулы), которые захватываются жидкостью — происходит конденсация. [c.27]

Вследствие упругих соударений молекул газа между собой, а также о стенку сосуда они постоянно меняют скорость и направление движения. В соответствии с теоремой Максвелла в течение некоторого промежутка времени все молекулы независимо от их массы имеют кинетическую энергию, мало отличающуюся от среднего значения (закон равномерного распределения по энергиям). Суммарное воздействие всех молекул на стенку проявляется как давление газа. [c.18]

Средней кинетической энергии молекулы жидкости вполне хватает, чтобы совершать перескоки из одного положения равновесия в другое, но этой энергии явно недостаточно для того, чтобы полностью преодолеть силы взаимодействия окружающих молекул. Из жидкости вырывается лишь небольшое число наиболее быстрых молекул (процесс испарения). Вследствие этого молекулы в жидкости в отличие от газов располагаются очень близко друг к другу. В большинстве случаев в жидкостях среднее расстояние между отдельными молекулами равно примерно 30 нм, а радиус силы межмолекулярного взаимодействия молекулы равен примерно 10 нм. Таким образом, тепловые движения молекул жидкости не выходят за пределы действия когезионных сил, поэтому жидкости имеют постоянный объем. [c.38]

Установив, что реакция разложения N205 имеет первый порядок, можно сделать определенные выводы о ее механизме. Механизм любой газовой реакции первого порядка должен быть независим от того, с какой частицей сталкивается реагирующая молекула при межмолекулярных столкновениях. Это, парадоксальное на первый взгляд, утверждение становится понятным, если вспомнить, что молекулы газа обладают самыми разнообразными скоростями (см. разд. 9.4), так как в результате столкновений между ними устанавливается определенное распределение молекул по скорости. В каждый момент времени молекула может приобрести в результате столкновений намного большую кинетическую энергию, чем средняя энергия, и этого будет достаточно, чтобы такая молекула стала возбужденной или активированной. В результате очередного столкновения возбужденная молекула может распасться, но может и потерять энергию (деактивироваться) и остаться непрореагировавшей. Скорость распада радиоактивных изотопов также подчиняется уравнению первого порядка, и это показывает, что распад радиоактивного атома происходит совершенно независимо от других атомов. [c.231]

Ра Рп, — Рп,— перепад давления, идущий на преодоление вязкостного трения эн = перепад давления, идущий на сообщение газу или жидкости кинетической энергии (да—средняя скорость, а р—плотность вещества) и перераспределение профиля скоростей в капилляре Аршч.н л рда —потеря давления на начальном участке. Обычно эта потеря выражается в долях к от потери на кинетическую энергию. [c.55]

В рассматриваемых горелках рационально используется потенциальная энергия газа среднего давления, превращающаяс в кинетическую энергию струи, для смешивания его с воздухом, тогда как при редуцировании или дросселировании этого газа для горелок с низким давлением потенциальная энергия не ист пользуется. При установке горелок с высокой скоростью истечения газа достигается полнота сжигания газа при меньших значениях коэффициента избытка воздуха, чем в горелках с низкими скоростями, и, следовательно, при прочих равных условиях, снижается удельный расход топлива. [c.121]

Изучению работы ситчатых колонн на больших скоростях потоков посвящены обширные исследования Позина, Мухленова, Тумаркиной, Тарат 76]. Ситчатая колонна для работы в пенном режиме представлена на рис. 4—67. В этом случае тарелка выполняется в виде решетки со свободным сечением (до 40%) и в среднем 15—25%. Аппарат может работать со свободным сливом пены, но лучше с подпором пены с помощью сливной перегородки. Допустимые скорости газа в пенных аппаратах выше, чем в обычных ситчатых колоннах, за счет того, что искусственно создаваемый подпор приводит к гашению кинетической энергии газа в увеличенном слое жидкости. [c.428]

Теймер оценил энтропии вакансий, используя результаты Фуми для релаксации в хлористом натрии, принимая во внимание атомы нескольких координационных сфер [11]. Его результаты для пар вакансий легко пересчитать и для индивидуальных дефектов s (V i) = + 0,2k и s (VNa) = — 0,285 . Таким образом, вакансии хлора и натрия на колебательный спектр кристалла действуют по-разному. Эти эффекты меньше и отличаются по знаку от того, что найдено для сульфида свинца. Если сравнить энтропии комбинаций РЬрь — Vpb и Sg — Vs (11,4 и 12,7 разница 1,3й), то нетрудно обнаружить, что они ближе друг к другу, чем энтропийные комбинации, вычисленные по численным значениям констант К.Ьъ и Кв и содержащие энтропию пара (—12,9 — 8,8/г разница 4,1 ). Поэтому основное различие предэкспоненциальных множителей Крь и Кь (Kpbv и К ) обусловлено неодинаковыми энтропиями пара свинца и серы, которые в свою очередь связаны с разными массами указанных атомов. Соответствующий эффект не наблюдается для изменения энтальпии, так как средняя кинетическая энергия газа не зависит от массы частиц. [c.373]

Средний радиус взаимодействия между частицами Л, определяемый из условия ср К) = ти 12, где — потенциал взаимодействия меноду частицами, а ти 12 — средняя кинетическая энергия частиц. Средний радрхус взаимодействия Я приближенно можно считать пропорциональным радиусу полного эффективного сечения упругого рассеяния Qf . Для куло-новских взаимодействий Н, иногда называемый амплитудой кулоновского рассеяния, равен К е 1кТ в статистике Больцмана и В—е в статистике Ферми—Дирака (— энергия Ферми вырожденного электронного газа). [c.7]

Средняя энергия ионообразования для электронов различных энергий и различных газов меняется в пределах от 27 до 42 эВ. Для воздуха средняя энергия ионообразования уменьшается примерно от 40 до 33 эВ по мере увеличения энергии электронов от 0,5 до 10 кэВ, а затем она несколько возрастает и при энергии электронов 1 МэВ составляет около 35 эВ. По аналогии со средней энергией ионообразования электронов можно говорить о средней энергии ионообразования 7-изл) ения, которая определяется как поглощенная энергия фотонов, деленная на полное число ионов, созданных электронами, освобожденными этими фотонами. Так как поглощенная энергия фотонов полностью преобразуется в кинетическую энергию электронов, средняя энергия ионообразования 7-излуче-ния равна средней энергии ионообразования электронов, освобожденных этим излучением. Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР) принимает в качестве средней энергии образования одной пары ионов 33,7 эВ. Тогда мощность поглощенной дозы в воздухе будет равна [c.66]

Б. Переиое энергии. Различие температур двух областей газа мо кно рассматривать с молекулярной точки зрения как различие в средних кинетических энергиях молекул в этих областях. Столкновения молекул приведут к установлению одинаковой температуры в результате равномерного распре- [c.155]

Так как испарение обусловлено отрывом от жидкости молекул, обладающих кинетической энергией, достаточ)юй для преодоления сил сцепления, а согласно уравнению (VI,4), количество таких молекул с иовышеннем температуры возрастает в экспоненциальной зависимости, то скорость испарения быстро увеличивается с повышением температуры. В то же время скорость конденсации определяется средней квадратичной скоростью молекул, для которой кинетическая теория газов дает следующее уравнение [c.166]

Когда в гл. 3 молярная энергия Е одноатомного идеального газа определялась как сумма кинетической энергии индивидуальных молекул или как авогадрово число средних молекулярных энергий, молчаливо предполагалось, что Е является функцией состояния. Так ли это [c.37]

При испарении (кипении) жидкое вещество переходит в газообразное состояние. В этом состоянии частицы находятся на расстояниях значительно превышающих их размеры, поэтому силы взаимодействия между ними очень малы и частицы могут свободно перемещаться. Если в кристалле все частицы образуют единый агрегат, а в жидкости много крупных агрегатов, то в газах могут встречаться лишь частицы, состоящие из 2—5 молекул, причем их число обычно сравнительно невелико. Средняя кинетическая энергия частиц газа значительно больше их средней потенциальной энepг ш. Поэтому силы притяжения между ними недостаточны для. того, чтобы удержать их друг возле друга. [c.135]

Тарелки, которые можно отнести также к перекрестно-прямоточным, изображены на рис. 60. В данных конструкциях ввиду наличия составляющей скорости газа, направленной в сторону движения жидкости, достигается увеличение производительности по сравнению с обычными ситчатыми тарелками. В последнем случае одностороннее направление потока паров осуществляется за счет отверстий, расположенных преимущественно с одной стороны 5-образного элемента. Отогнутые кромки элемента иод отверстиями создают увеличенную скорость газа при входе в отверстие, что способствует более равномерному вступлению тарелки в работу. К перекрестно-прямоточным провальным тарелкам можно отнести тарелки тииа Киттеля [164]. Движение жидкости на одной такой тарелке происходит по спирали от центра к периферии, на другой — ио радиусу от периферии к центру. Столь сложное движение жидкости осуществляется за счет кинетической энергии паров, так как пары выходят под определенным углом к основанию тарелки благодаря направлению просечки у листов основания. Слив жидкости на одной тарелке осуществляется у периферии, на другой — в центре. Организованное движение жидкости создает места ее скопления и увеличивает статическое давление жидкости в этих местах, что так же, как и на ситчатых волнистых тарелках, повышает их производительность. Кроме того, круговое движение пара в межтаре-лочном пространстве создает благоприятные условия для сепарации жидкости. Тарелки Киттеля в США имеют ограниченное применение и широко используются в других капиталистических странах. Текущие затраты на колонну с тарелками Киттеля составляют в среднем 65— [c.136]

Расстояние между частицами вещества в газовом состоянии значительно превышает их размеры. Отс Ода вытекают два следствия. Во-первых, суммарный объем частиц газа по сравнению с емкостью занимаемого газом сосуда очень мал. Косвенн )1м признаком этого служит хотя бы гот факт, что переход газа в жидкость обычно сопровождается более чем тысячекратным уменьшением объема. Во-вторых, си Ы взаимодействия между частицами газа очень незначительны. При этом кинетическая энергия (средняя) частиц, находящихся в непрерывном хаотическом движении, значительно болыле их средней потеицналыюй энергии — силы притяжения между ними недостаточны для того, чтобы удержать их друг около друга. [c.73]

В методах эмиссионной спектроскопии и атомно-абсорбцион-ной спектрофотометрни вещество переводится в состояние атомного пара , что практически реализуется в плазме различных видов. Плазма — квазииейтральный электропроводный газ, состоящий из свободных электронов, а также атомов, ионов, радикалов и молекул в основных и различных возбужденных энергетических состояниях. Кроме спектральных линий в ее спектре наблюдаются системы электронно-колебательпо-вращательных полос молекул и радикалов и сплошной фон. Плазма при давлениях, близких к атмосферному, находится в состоянии термодинамического равновесия, при котором средняя кинетическая энергия Е ее частиц (свободных атомов, ионов, электронов) примерно одинакова и определяется температурой 7 [c.10]

Из молекулярно-кинетической теории газов нам известно, что при повыщении температуры средняя кинетическая энергия молекул газа возрастает. Тот факт, что скорость реакции перегруппировки метилизонитрила при повьЕшении температуры возрастает, заставляет предположить, что перегруппировка молекул может быть связана с их кинетической энергией. В 1888 г. щведский ученый Сванте Аррениус выдвинул цредаоложение, что, прежде чем вступить в реакцию, молекулы должны получить некоторое минимальное количество энергии, чтобы перейти из одного химического состояния в другое. Такая ситуация очень напоминает изображенную на рис. 13.6. Валун, находящийся в долине Б, имеет более низкую потенциальную энергию, чем в долине А. Для того чтобы переместиться в долину Б, валун должен получить определенную энергию, необходимую для преодоления барьера, препятствующего переходу из одного состояния в другое. Подобно этому, молекулам может потребоваться некоторое минимальное количество энергии на преодоление сил, удерживающих их в исходном состоянии,-тогда они смогут образовать новые химические связи, создаю-Ецие другую структуру. В нащем примере с метилизонитрилом можно представить себе, что для протекания перегруппировки необходимо, чтобы в этой молекуле группа К= С перевернулась таким образом [c.16]