2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 1

Процессы переноса в газах, такие как диффузия, теплопроводность, перенос количества движения, с достаточной для практических целей точностью описываются соотношениями кинетической теории газов. С точки зрения кинетической теории газ состоит из отдельных твердых частиц — молекул, которые находятся в непрерывном движении.

В процессе движения частицы сталкиваются между собой, а в промежутках между столкновениями, движутся прямолинейно. Таким образом, траектория каждой молекулы представляет собой ломаную линию. Расстояние между двумя столкновениями называется длиной свободного пробега молекулы. Если газ находится в сосуде, то моле-

кулы газа непрерывно сталкиваются не только одна с другой, но и со стенками сосуда. Результат ударов молекул о стенку сосуда воспринимается как давление р газа на стенку, т. е. давление есть среднестатистический результат столкновений молекул газа со стенкой. В промежутке между столкновениями каждая молекула движется с определенной скоростью, которая определяет ее кинетическую энергию. После каждого столкновения изменяется скорость молекулы газа и направление ее движения. Перемещение всех молекул дает среднестатистический результат, который выражается в температуре газа.

Средняя кинетическая энергия движения пропорциональна абсолютной температуре газа. Таким образом, температура есть мера средней скорости движения молекул газа. В связи с этим беспорядочное движение молекул газа называется также тепловым движением.

В кинетической теории также допускается, что размеры молекул очень малы по сравнению с расстоянием между молекулами и что в элементарном объеме газа содержится очень большое число молекул.

Давление газа равно изменению количества движения ударяющихся молекул в единицу времени в направлении, перпендикулярном к поверхности. При упругом ударе о стенку, который характерен для идеального газа, молекула с массой mг изменяет направление скорости на противоположное.

Изменение скорости в направлении х:

Средняя сила за интервал времени Δт

Тогда элементарное давление на элемент поверхности F

Суммируя элементарные давления, создаваемые всеми молекулами, ударяющимися о стенку за время Дт, и учитывая, что не все молекулы движутся перпендикулярно стенке и не все имеют одинаковую скорость, можно получить

(2)

где n— число молекул газа в единице объема; mг — масса молекулы газа; С учетом закона распределения Максвелла формула (2) принимает вид

(3)

где k—постоянная Больцмана (k = 1,38•1O-23 Дж/°С); T—абсолютная температура.

 

Другие части:

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 1

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 2

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 3

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 4

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 5

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 6

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 7

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 8

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 9

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 10

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 11

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 12

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 13

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 14

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 15