Молекулярная физика. Афанасьев А.Д - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

81
зависимости от того, насколько значительную роль играют силы трения.
Английский ученый Рейнольдс установил критерий (число Рейнольдса R
е
)
,
по которому ламинарное течение переходит в турбулентное. Число R
е
характеризует относительную роль сил вязкости, т.к. оно характеризует
отношение кинетической энергии движения элемента жидкости к потери ее,
обусловленной работой сил вязкости. Таким образом, число Рейнольдса
определяет относительную роль инерции и вязкости жидкости при течении.
Чем меньше число Рейнольдса, тем большую роль играют силы вязкости в
движении жидкости или газа. При значениях числа R
е
<1000 – течение, как
правило, носит ламинарный характер. При бόльших значениях числа
Рейнольдса течение приобретает турбулентный характер, заметим, что
турбулентность в гладких трубах наступает при значении Re
кр
~1160.
Итак, в данной задаче требуется определить газокинетические
характеристики молекул воздуха: длину свободного пробега и эффективный
диаметр по коэффициенту внутреннего трения в газах. При ламинарном
течении газа по капилляру (т.е. течении, при котором различные слои газа
текут хотя и с разными скоростями, но параллельно друг другу) справедлива
формула Пуазейля [3]. Объем газа, протекающего при стационарном течении
через капилляр за время t:
,ΔPt
8η
πr
V
4
l
=
(
(6)
где r - радиус капилляра, l-его длина, ∆P - разность давлений на концах
капилляра. Откуда следует выражение для коэффициента вязкости:
,ΔPt
V
8
πr
4
l
=η
(
(7)
Исходя из выражения (5), можно определить среднее значение длины
свободного пробега, т.е.
RT8
3 πµ
ρ
η
=λ и
RT
P
µ
=ρ
,
(
(8)
где Р - давление воздуха в помещении, определяемое по барометру, Т -
температура воздуха в градусах Кельвина.
Из выражения (4) можно найти эффективное сечение, а затем и
эффективный диаметр молекул воздуха.
ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
          зависимости от того, насколько значительную роль играют силы трения.
          Английский ученый Рейнольдс установил критерий (число Рейнольдса Rе),
          по которому ламинарное течение переходит в турбулентное. Число Rе
          характеризует относительную роль сил вязкости, т.к. оно характеризует
          отношение кинетической энергии движения элемента жидкости к потери ее,
          обусловленной работой сил вязкости. Таким образом, число Рейнольдса
          определяет относительную роль инерции и вязкости жидкости при течении.
          Чем меньше число Рейнольдса, тем большую роль играют силы вязкости в
          движении жидкости или газа. При значениях числа Rе<1000 – течение, как
          правило, носит ламинарный характер. При бόльших значениях числа
          Рейнольдса течение приобретает турбулентный характер, заметим, что
          турбулентность в гладких трубах наступает при значении Reкр~1160.
                 Итак, в данной задаче требуется определить газокинетические
          характеристики молекул воздуха: длину свободного пробега и эффективный
          диаметр по коэффициенту внутреннего трения в газах. При ламинарном
          течении газа по капилляру (т.е. течении, при котором различные слои газа
          текут хотя и с разными скоростями, но параллельно друг другу) справедлива
          формула Пуазейля [3]. Объем газа, протекающего при стационарном течении
          через капилляр за время t:
                                              πr 4                                  (
                                          V=       ΔPt ,
                                              8ηl                              (6)
          где r - радиус капилляра, l -его длина, ∆P - разность давлений на концах
          капилляра. Откуда следует выражение для коэффициента вязкости:
                                             πr 4                                   (
                                          η=       ΔPt ,
                                             8l V                              (7)
                 Исходя из выражения (5), можно определить среднее значение длины
          свободного пробега, т.е.
                                        3η πµ            Pµ                         (
                                     λ=            и ρ=     ,
                                         ρ 8 RT          RT                    (8)
          где Р - давление воздуха в помещении, определяемое по барометру, Т -
          температура воздуха в градусах Кельвина.
                 Из выражения (4) можно найти эффективное сечение, а затем и
          эффективный диаметр молекул воздуха.



                    ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ



                                                     81
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы