1.Межмолекулярное взаимодействие в газах.Эффективный газокинетический диаметр.

Находясь в непрерывном тепло­вом движении, молекулы газа сталкиваются между собой.Под столкновением молекул понимают процесс взаимодейст­вия между молекулами,в результате которого они изменяют направление своего движения.Минимальное расстояние, на которое сближаются при взаимодействии центры двух молекул, называется эффек­тивным газокинетическим диаметром молекулы.Следовательно,эфф.газокинетический диаметор молекулы зависит от кинетической энергии теплового движения, которая определяется температурой. Причем величина d ↓ при ↑ температуры.

С - постоянная Сюзерленда, измеряемая в Кельвинах,зависящая от природы газа и равная температуре, при которой средняя длина свободного пробега уменьшается вдвое по сравнению со зна­чением, которое бы имело место при бесконечно большой тем­пературе (при Т→∞ 1 + С/Т→1,а при Т= С 1 + С/Т= 2).предположим что все молекулы неподвижны,одна из них движется со средней скоростью.При движении она будет взаимодей­ствовала с теми молекулами,расстояние между центрами которых меньше,либо равно d. Величина σ=πd2-эффективным сечением рассеяния молекулы.

2.Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега

Расстояние, которое проходит молекула между двумя соседними столкновениями с другими молеку­лами, называется длиной свободного пробега молекулы λ. Длины отрезков,проходимых молекулой от одного столкновения до другого, различны. Число столкновений, которое испытывает молекула в единицу времени, также различно. Поэтому для ха-рактеристики состояния газа применяют среднюю длину сво­бодного пробега λ молекулы и среднее значение числа ее столкновений z . z=√2πd² υ n,

λ = υ/z. Средняя длина свободного пробега молекул газа обратно пропорциональна давлению.

3.Частота соударений молекул газа с поверхностью.Число Кнудсена.Степени вакуума.

v=n· υ/4,где υ-средняя арифметическая скорость молекул газа,определяет число молекул,ударяющихся о единицу поверхности в единицу времени,или частоту соударений молекул с поверхностью.

Отношение величин Zs/Z называют числом кнудсена:Kn=Zs/Z=λ/Lэфф.

Z-среднее число взаимных соударений молекулы с другими молекулами Z= υ/λ. Z-среднее число столкновений одной молекулы в единицу времени со стенками.Низкий вакуум характеризуется разрежением газа, при котором преобладают взаимные столкновения молекул, Kn << 1.Низкому вакууму соответствует область давлений от 10⁵ до 100Па.Средний вакуум характеризуется разрежением газа, при котором средняя длина свободного пробега молекул соизмери­ма с эффективным линейным размером вакуумной камеры.Среднему вакууму соответствует область давлений от 100 до 0,1 Па.Высокий вакуум характеризуется разрежением газа, при ко­тором ˃˃Lэфф.При этом столкновения молекул газа со стенками преобладают над взаимными столкновениями мо­лекул.Высокому вакууму соответствует область давлений от 0,1 до 10-⁵ Па.Сверхвысокий вакуум характеризуется разрежением газа, при котором не происходит заметного изменения свойств поверхно­сти, первоначально свободной от адсорбированного газа. Сверхвысокому вакууму соответствует область давлений р < 10-⁵ Па.