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

Ефективний діаметр молекули. Середнє число зіткнень і середня довжина вільного пробігу





Для пояснення, наприклад, явища вирівнювання температури в ізольованій системі необхідно брати до уваги розміри молекул, бо у протилежному випадку молекули не зможуть стикатися і обмінюватися при цьому енергією теплового руху.

Мінімальна відстань, до якої зближуються при зіткненні центри двох молекул, називається ефективним діаметром молекули. Якщо уявляти молекули у вигляді жорстких кульок діаметром d (рис.2.13), то ефективний діаметр співпадає з діаметром кульок. Ближча до дійсності модель пружних кульок. Однак ці моделі грубі, бо насправді молекули не є кульками і відстань, до якої вони можуть зблизитися, залежить від їх енергії. Іншими словами, ефективний діаметр залежить від температури (з ростом температури зменшується).

Середня відстань, яку проходить молекула за час між двома послідовними зіткненнями, називається середньою довжиною вільного пробігу молекули. Позначимо її символом . Якщо z – середнє число зіткнень однієї молекули з іншими за одиницю часу, то очевидно, що

, (2.59)

де – середня швидкість (її модуль) теплового руху молекул (наприклад, середня арифметична швидкість хаотичного теплового руху у випадку газу).

Розрахуємо величину z для однорідного газу. Нехай одна з молекул рухається зі швидкістю , а всі інші нерухомі (рис.2.14). Під час руху ця молекула буде стикатися з усіма молекулами газу, центри яких знаходяться від траєкторії руху її центра на відстанях, що менші або дорівнюють . За одиницю часу вона проходить шлях, чисельно рівний , і зіткнеться з усіма молекулами, центри яких лежать всередині циліндра завдовжки і радіусом основи . Якщо n – концентрація молекул, то середнє число зіткнень за одиницю часу (див. означення концентрації (2.6))

.

Точніший розрахунок величини z, коли брати до уваги рухи інших молекул, приводить до уточнення коефіцієнта в цій формулі:

. (2.60)

Якщо взяти , то при нормальних умовах для повітря (молярна маса 0,029кг/моль) , , , тобто .

Повне число зіткнень всіх молекул, що знаходяться в одиниці об’єму, між собою

(коефіцієнт 1/2, щоб не враховувати двічі попарні зіткнення). З урахуванням формули (2.60) вираз (2.59) приймає вигляд

.

Якщо підставити сюди , взяте з рівняння стану ідеального газу (2.7), то бачимо що, при T =const середня довжина вільного пробігу молекули газу обернено пропорційна до тиску. Оскільки величина зменшується з ростом температури, то при цьому збільшується.

Із зменшенням тиску газу зростає; однак, коли ця величина стає співмірною з лінійним розміром посудини, то формула стає неправильною, бо швидше молекули почнуть стикатися зі стінками посудини, ніж між собою. Цю область низьких тисків називають вакуумом, а газ – ультрарозрідженим. В області вакууму не залежить від р (див. рис.2.15).

Зазначимо, що для кожної посудини величина своя. Наприклад, якщо лінійний розмір посудини має порядок 10см, то . При цьому молекул у посудині ще багато (концентрація ).

 







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1867. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

Ганглиоблокаторы. Классификация. Механизм действия. Фармакодинамика. Применение.Побочные эфффекты Никотинчувствительные холинорецепторы (н-холинорецепторы) в основном локализованы на постсинаптических мембранах в синапсах скелетной мускулатуры...

Словарная работа в детском саду Словарная работа в детском саду — это планомерное расширение активного словаря детей за счет незнакомых или трудных слов, которое идет одновременно с ознакомлением с окружающей действительностью, воспитанием правильного отношения к окружающему...

Правила наложения мягкой бинтовой повязки 1. Во время наложения повязки больному (раненому) следует придать удобное положение: он должен удобно сидеть или лежать...

ТЕХНИКА ПОСЕВА, МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР И КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА БАКТЕРИЙ Цель занятия. Освоить технику посева микроорганизмов на плотные и жидкие питательные среды и методы выделения чис­тых бактериальных культур. Ознакомить студентов с основными культуральными характеристиками микроорганизмов и методами определения...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия