Имея большие скорости, молекулы газа в то же время перемещаются сравнительно медленно. Подтверждение тому, например, опыты по диффузии газов. Это объясняется большим числом столкновений, которые испытывают молекулы газа между собой. Средний путь, который проходит молекула между двумя столкновениями, называют средней длиной свободного пробега . Для ее определения вычислим вначале число столкновений данной молекулы о остальными за 1 с. Двигаясь, молекула вырезает в пространстве цилиндрический объем и сталкивается со всеми молекулами, центры которых лежат внутри цилиндра длиной и сечением. Если все остальные молекулы считать неподвижными, то за число столкновений будет ,где - концентрация. Расчет с одновременным движением всех молекул дает уточненную формулу:
(8.12)
Подсчет значения при комнатной температуре () и атмосферном давлении () дает значение . Средняя длина свободного пробега определится так: , где - время свободного пробега, или
(8.13)
В (8.12), (8.13) - так называемый эффективный диаметр молекулы - диаметр площади, в которую должна попасть летящая молекула, чтобы испытать столкновение.
|
|
Лекция 11 | Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении объёма. Теплота и теплоёмкость. |
Изопроцессы и адиабатический процесс. Работа и теплоёмкость газа в этих процессах. Графическое изображение термодинамических процессов. |