Вакуум:

-область давлений, когда молекула летит между стенками сосуда, не сталкиваясь с другими молекулами;

-область давлений, при которых длина свободного пробега равна или превышает размеры сосуда, в котором находится газ.

В состоянии вакуума:

-между молекулами газа практически отсутствуют столкновения;

-длина свободного пробега не зависит от давления;

-понятие длины свободного пробега теряет физический смысл;

-некоторые свойства газа изменяются: в газе отсутствует конвекция, внутреннее трение, изменяется характер теплопроводности и т. д.

Cтепень вакуума

Низкий: Р =100 кПа – 100 Па.

Средний: Р = 100 Па – 0,1 Па.

Высокий: Р = 0,1 ПА – 1 мкПа ( 10-6 – 10-7 мм. рт. ст.)

Сверхвысокий: Р = меньше 1 мкПа (10-8 мм. рт. ст.) 1 мм.рт.ст. = 133 Па

3.2. Явления переноса

Статистическая физика описывает равновесные состояния газа.

Физическая кинетика изучает процессы, возникающие при нарушении равновесия.

При отсутствии равновесия в газе всегда имеется пространственная неоднородность тех или иных параметров, например, давления, температуры,

плотности.

Тепловое движение молекул:

-постепенно выравнивает все эти неоднородности;

-газ самостоятельно приходит в состояние термодинамического равновесия.

Процессы выравнивания сопровождаются направленным переносом ряда физических

величин и поэтому называются явлениями переноса.

Явления переноса наблюдаются в термодинамических неравновесных системах, в которых происходят необратимые процессы.

К явлениям переноса относятся:

-диффузия (происходит перенос массы вещества);

-теплопроводность (происходит перенос энергии);

-внутреннее трение (происходит перенос импульса направленного движения).

Явления переноса имеют:

-общий механизм;

-закономерности их схожи между собой;

-количественные характеристики тесно связаны друг с другим.

2.3. Диффузия

Диффузия - процесс переноса массы вещества из

мест с большей плотностью (концентрацией) данных молекул в места с меньшей их плотностью (концентрацией).

Различают взаимную диффузию и самодиффузию.

Взаимная диффузия – перемешивание газов,

входящих в газовую смесь.

Самодиффузия – диффузия молекул некоторого

газа в среде молекул этого же газа.

Наиболее часто встречающимся примером диффузии

является распространение запаха духов или дыма

(или запаха готовящейся на плите пищи).

Хотя скорости движения молекул огромны, запах распространяется довольно медленно.

Это объясняется тем, что при атмосферном давлении молекулы обладают малой длиной свободного пробега и, сталкиваясь с другими молекулами,

медленно диффундируют.

Масса вещества dM, перенесенная в результате диффузии через перпендикулярную направлению переноса площадку dS за время dt, прямо пропорциональна градиенту плотности dρ/dr.

dM D dρdr dS dt

D - коэффициент диффузии;

dρ/dr – градиент плотности вещества.

Знак минус показывает, что при диффузии перенос

массы происходит а направлении уменьшения плотности вещества.