Молекулярная физика и термодинамика. Беховых Ю.В - 21 стр.

   Среднюю скорость молекул газа можно определить по выраже-
нию:
                                      8RT                         (8)
                            υ ср =         .
                                      πµ
     Если в качестве газа взять воздух, то его плотность возможно
определить, зная его молярную массу, атмосферное давление и
термодинамическую температуру:
                                     µP                           (9)
                               ρ =      ,
                                     RT
где P − атмосферное давление;
    µ = 29·10-3 кг/моль − молярная масса воздуха;
     T − абсолютная температура воздуха.
     В результате несложных преобразований можно получить конеч-
ное выражение для определения длины свободного пробега воздуха:
                                1, 86η RT
                            λ =              .                   (10)
                                   P      µ
     В данной работе для определения коэффициента внутреннего
трения и связанной с ним средней длины свободного пробега молекул
воздуха используется метод истечения воздуха через тонкие трубки.
Скорости движения бесконечно тонких цилиндрических слоев возду-
ха, расположенных на различных расстояниях от оси трубки, будут
различны. В случае если установившееся течение является ламинар-
ным (при котором молекулярные слои вещества движутся, не пере-
мешиваясь между собой), скорости по сечению трубки распределены
по параболическому закону. Если считать, что для слоя, прилегающе-
го к стенке трубки, имеет место явление прилипания, то скорость это-
го слоя равна нулю. Наибольшая же скорость характерна для слоев на
осевой линии трубки. Вследствие различия скоростей слоев между
ними возникнут силы внутреннего трения.
     На концах трубки при протекании через него воздуха существует
разность давлений (давление на входе больше давления на выходе).
     В том случае, когда разность давлений невелика, а течение возду-
ха по трубке ламинарное, для определения коэффициента внутреннего
трения можно использовать формулу Пуазейля:
                            π r 4τ ( P1 − P2 )
                      V =                      ,                 (11)
                                   8η l


                                 21