|
< v > - средняя скорость теплового движения; τ - среднее время между
двумя столкновениями.
Пусть σ - эффективное сечение молекулы, т. е. полное поперечное сечение рассеяния, характеризующее столкновение между двумя молекулами (рис. 3.3.2).
Рис. 3.3.1. К нахождению средней длины свободного пробега молекул в газе
Рис. 3.3.2. Эффективное сечение молекулы
σ = πd2 - площадь, в которую не может проникнуть центр любой другой молекулы. Здесь d = 2r - диаметр молекулы.
За одну секунду молекула проходит путь, равный средней арифметической скорости. За ту же секунду молекула претерпевает в среднем < ν > столкновений:
Таким образом, при заданной температуре средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению Р. С ростом давления < λ > уменьшается, поскольку возрастает число молекул и их соударений. Например, при d = 3 А, Р = 1 атм, Т = 300 К, средняя
длина свободного пробега < λ > = 10-7 м, а среднее число столкновений < ν > = 1010
3.3.2. Явления переноса в газах
Особые необратимые процессы, возникающие в термодинамически неравновесных системах, называются явлениями переноса. К ним относятся диффузия (перенос массы); теплопроводность (перенос энергии) и вязкость, или внутреннее трение (перенос импульса).
Диффузия от латинского diffusio - распространение, растекание — взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга
|
