Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Частота столкновений и длина свободного пробега молекул




 

Если газ не очень плотный, то при расчете частоты столкновений следует учитывать только двухчастичные столкновения (столкновениями одновременно более чем двух молекул можно пренебречь). Задача решается в системе отсчета, связанной с рассматриваемой молекулой. Все остальные молекулы движутся с относительными скоростями и распределены по скоростям с вероятностью (98.4).

Рис. 42

Вместо рассматриваемой молекулы можно ввести гипотетическую частицу диаметром , где – диаметры сталкивающихся молекул (рис. 42), заменив все остальные молекулы материальными точками. Таким образом, задача определения частоты столкновений сводится к нахождению числа ударов о сферу диаметром d частиц максвелловского газа:

 

(99.1)

 

где n – концентрация ударяющихся молекул, – сечение столкновения. Если газ является смесью, то рассматриваемая молекула сталкивается с молекулами различных компонент смеси. Поэтому частота всех столкновений данной молекулы равна

 

(99.2)

 

В случае однородного по составу газа формула принимает вид

 

(99.3)

 

где – средняя скорость теплового движения молекул, .

В действительности молекулы взаимодействуют не только при непосредственном соприкосновении, но и при пролете на некотором расстоянии друг от друга. Такой характер взаимодействия учитывается посредством введения эффективного сечения столкновения.

Оценка для азота при нормальных условиях дает ν = 0,8 · 1010 с-1 (n = 2,7 · 1019 см –3, = 4,5 · 104 см / с, d = 3,8 ). Большое значение n обеспечивает ту быстроту, с которой устанавливается равновесие.

По средней скорости и частоте столкновений можно найти среднюю длину свободного пробега

 

(99.4)

 

Она зависит от плотности газа и эффективного сечения столкновения. В азоте при нормальных условиях . При понижении давления возрастает.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1097. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия