17. Дайте визначення середньої довжини вільного пробігу молекул у газі.

Незважаючи на хаотичність руху, відповідну частину свого шляху молекули газу проходять без зіткнень з іншими. Відстань, яку проходить молекула між двома послідовними зіткненнями, називають довжиною вільного пробігу молекули.

Середня довжина всіх прямолінійних відрізків шляхів, які молекула проходить між двома послідовними зіткненнями, називається середньою довжиною вільного пробігу молекули.

, (3.4)

де – число зіткнень молекули за за одиницю часу; d – діаметр молекули; С – постійна величина, яка називається постійною Сезерленда.

Знову використовуючи рівняння Больцмана одержимо, що середня довжина вільного пробігу молекули залежить від тиску і температури, тобто визначається концентрацією газу

. (3.5)

Для скорочення записів вводять величину d , яку називають ефективним діаметром молекули:

. (3.6)

При p = 1 Па і T = 273 К для повітря середня довжина вільного пробігу молекули

= 6.7 10 Па м . (3.7)

Тоді при будь-яких інших тисках для повітря

. (3.8)

Під дією різних причин в газі можуть з’являтися вільні електрони, тобто додатково виникати електронний газ. Середня довжина вільного пробігу вільних електронів у газі

, (3.9)

тобто не залежить від їх концентрації і діаметра.

17. Що впливає на середню довжину вільного пробігу молекул?

використовуючи рівняння Больцмана одержимо, що середня довжина вільного пробігу молекули залежить від тиску і температури, тобто визначається концентрацією газу

. (3.5)

Для скорочення записів вводять величину d , яку називають ефективним діаметром молекули:

. (3.6)

При p = 1 Па і T = 273 К для повітря середня довжина вільного пробігу молекули

= 6.7 10 Па м . (3.7)

Тоді при будь-яких інших тисках для повітря

. (3.8)

Під дією різних причин в газі можуть з’являтися вільні електрони, тобто додатково виникати електронний газ. Середня довжина вільного пробігу вільних електронів у газі

, (3.9)

тобто не залежить від їх концентрації і діаметра

17. Що називають ефузією в газі?

Явище протікання газу під впливом різниці тисків через малий отвір у тонкій стінці називають ефузією газа.

Якщо в стінці є отвір (рис. 3.2), площа якого S, то маса газу (витрата газу), що проходить через цей отвір за одиницю часу, як це слідує з формули (3.3), буде дорівнювати

, (3.10)

де і – концентрація молекул газу відповідно в області 1 і 2; ( > ), що знаходяться по обидва боки від отвору, при цьому вважаємо, що температура однакова.

Якщо виразимо та за формулами (2.4) і (2.17), одержимо закон Грехема

.

Якщо температура газу різна по обидва боки від отвору (Т > Т ), а початкові тиски однакові, то через деякий час виявиться, що тиски в області 1 і 2 будуть різними. При цьому

. (3.14)

Явище зростання тиска в області, де газ має меншу температуру, в наслідок перетікання газу через отвір з області з більшою температурою називається термічною ефузією.