Ф изика термодинамика бля лекции и вопросы / OF3_6_Fizicheskaya_kinetika_v_idealnom_gaze_yavl

Текучесть

(Fluidity)

Величину, обратную динамической вязкости:

Φ = η1

называют текучестью.

Единица текучести в системе СИ – м·с·кг–1 .

3.6.4. Диффузия

Диффузией называется обусловленное тепловым движением молекул самопроизвольное проникновение одних веществ в объём, занятый другими веществами. Первые опыты по исследованию диффузии в газах были проведены в 1860 г. Й. Лошмидтом.

Диффузия приводит к полному перемешиванию разнородных газов (к выравниванию их концентраций). Жидкости будут неограниченно диффундировать друг в друга лишь в том случае, если они способны смешиваться друг с другом в любых пропорциях.

Диффузия (перенос массы) (Diffusion (mass transfer))

3.6.5. Общее уравнение для явленийявлений переноса в идеальном газеазе

Общее уравнение явлений переноса в идеальном газе:

G = −2λ dg dx

где λ – характеристическое расстояние переноса (длина свободного пробега).

3.6.6. Диффузия в идеальномьном газе

Выражение для коэффициента изотермической диффузии в идеальном газе:

D= 1 λ v 3

Коэффициент изотермической диффузии в идеальном газе D прямо пропорционален квадратному корню из температуры и обратно пропорционален давлению газа, т. е. D падает с ростом давления, в более плотном газе диффузия идёт медленнее.

3.6.7. Внутреннее трениеие вв идеальном газе

Вязкость газа не зависит от его плотности ρ (давления p), так как при сжатии газа общее количество молекул, переходящих из слоя в слой, увеличивается, но зато каждая молекула менее глубоко проникает в соседний слой и переносит меньшее количество движения (закон

Мáксвелла).

Вязкость газов увеличивается при нагревании. Для очень разрежённых газов понятие вязкости теряет смысл.

3.6.8. Теплопроводностьть идеального газа

Выражение для коэффициента теплопроводности для идеальных газов λт:

λT = 1 λcpρvср.кв.

2

На практике вместо средней квадратичной скорости часто используют среднюю тепловую скорость молекул, а вместо теплопроводности при постоянном давлении – теплопроводность при постоянном объёме:

λT = 1 λcV ρ v 3

Из ряда газов, имеющих примерно одинаковую молярную теплоёмкость, лёгкие газы обладают большей теплопроводностью.

Коэффициент теплопроводности λТ не зависит от концентрации, следовательно, и от давления. Это справедливо, когда длина волны много меньше расстояния между поверхностями с разной температурой.

3.6.9. Вакуум;

ультраразрежённые газызы

Часто под вакуумом понимают пустоту, т. е. полное отсутствие какого-либо вещества. Однако, строго говоря, вакуум – среда, содержащая газ при давлении, существенно ниже атмосферного (т. е. 10–3 тор и меньше).

Вмолекулярной физике вакуумом называют состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега того же порядка, что и характерный линейный размер сосуда, в котором заключён газ. Таким размером может быть расстояние между стенками вакуумной камеры, расстояние между электродами электровакуумного прибора и т.п.

Средняя длина свободного пробега молекулы

Вакуум

(Vacuum)

Обычно различают 3 степени разрежения газа:

•низкий вакуум (форвакуум), когда длина свободного пробега λ меньше характерного размера сосуда d, но приближается к нему (давление ~10–2 тор);

•средний вакуум, когда длина свободного пробега λ

сравнима с d (10–3 ÷10 –4 тор);

•высокий (глубокий) вакуум, когда длина свободного пробега λ значительно больше d (10–6 тор и ниже).

Газ в состоянии высокого вакуума называется

ультраразрежённым.