Молекулярная физика и термодинамика. Беховых Ю.В - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

АГАУ | Барнаул

Составители: 

Рубрика: 

19
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ПРОБЕГА
МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА
Цель работы
– познакомиться с одним из методов определения
коэффициента внутреннего трения и средней длины свободного про-
бега молекул газообразного вещества.
Оборудование: установка, состоящая из аспиратора, манометра,
капиллярных трубок и осушительного фильтра; линейка; мензурка;
секундомер; вода; термометр; барометр; микроскоп.
Основные теоретические сведения
Молекулы газа, находясь в состоянии хаотического движения,
непрерывно сталкиваются друг с другом. Между двумя последова-
тельными столкновениями молекулы проходят некоторый путь, кото-
рый называется длиной свободного пробега. В общем случае длина
пути между последовательными столкновениями различна, но так как
мы имеем дело с огромным числом молекул и они находятся в беспо-
рядочном движении, то можно говорить о средней длине свободного
пробега молекул (λ).
Минимальное расстояние, на которое сближаются при столкнове-
нии центры двух молекул, называется эффективным диаметром мо-
лекулы (d). Он зависит от скорости сталкивающихся молекул, темпе-
ратуры газа (несколько уменьшается с ростом температуры). Так, если
за единицу времени молекула проходит в среднем путь, равный сред-
ней арифметической скорости υ
ср
и если z
ср
− среднее число столкно-
вений, испытываемых одной молекулой газа за это время, то средняя
длина свободного пробега будет определяться выражением:
.=
ср
ср
z
υ
λ
(1)
Для определения среднего количества соударений (z
ср
) предста-
вим себе молекулу в виде шарика диаметром d, которая движется сре-
ди других «застывших» молекул. Эта молекула столкнется только с
теми молекулами, центры которых находятся на расстояниях, равных
или меньших d, т.е. лежат внутри «ломаного» цилиндра радиусом d. 
                Лабораторная работа № 1
         ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ПРОБЕГА
                  МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА


     Цель работы – познакомиться с одним из методов определения
коэффициента внутреннего трения и средней длины свободного про-
бега молекул газообразного вещества.
     Оборудование: установка, состоящая из аспиратора, манометра,
капиллярных трубок и осушительного фильтра; линейка; мензурка;
секундомер; вода; термометр; барометр; микроскоп.

                Основные теоретические сведения

     Молекулы газа, находясь в состоянии хаотического движения,
непрерывно сталкиваются друг с другом. Между двумя последова-
тельными столкновениями молекулы проходят некоторый путь, кото-
рый называется длиной свободного пробега. В общем случае длина
пути между последовательными столкновениями различна, но так как
мы имеем дело с огромным числом молекул и они находятся в беспо-
рядочном движении, то можно говорить о средней длине свободного
пробега молекул (λ).
     Минимальное расстояние, на которое сближаются при столкнове-
нии центры двух молекул, называется эффективным диаметром мо-
лекулы (d). Он зависит от скорости сталкивающихся молекул, темпе-
ратуры газа (несколько уменьшается с ростом температуры). Так, если
за единицу времени молекула проходит в среднем путь, равный сред-
ней арифметической скорости υср и если zср − среднее число столкно-
вений, испытываемых одной молекулой газа за это время, то средняя
длина свободного пробега будет определяться выражением:
                                 υ                              (1)
                             λ = ср .
                                    z ср
    Для определения среднего количества соударений ( zср) предста-
вим себе молекулу в виде шарика диаметром d, которая движется сре-
ди других «застывших» молекул. Эта молекула столкнется только с
теми молекулами, центры которых находятся на расстояниях, равных
или меньших d, т.е. лежат внутри «ломаного» цилиндра радиусом d.

                               19

Страницы