Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 40 стр.

уровне h=0 потенциальная энергия молекулы     Еп = 0) ,то   формулу (2.14)
можно переписать в виде:
     n=n0 ·е–Еп /(kT)       (2.15)
       Полученное соотношение является математическим выражением
общего важного закона Больцмана для распределения частиц во внешнем
потенциальном поле любой природы. Из него следует, что при постоянной
температуре концентрация молекул, а следовательно и плотность газа, больше
там, где меньше концентрация его молекул.
       До сих пор мы рассматривали равновесные состояния газа, т.е. такие
состояния, которые со временем не меняются. При нарушении равновесия
самопроизвольно возникают некоторые направленные процессы, которые
всегда переводят систему из неравновесного состояния в равновесное и
                                    никогда наоборот. Здесь мы впервые
                                    встречаемся      с     существованием
                                    необратимости в явлениях природы.
                                    Далее мы рассмотрим такие необратимые
                                    процессы,         как       диффузия,
                                    теплопроводность и внутреннее трение,
                                    которые обусловлены непрерывным
                                    хаотическим движением молекул.
      Рис.2.10.Траектория
      движения молекулы                   Эти процессы имеют много общего
                                    и поэтому объединяются под общим
                                    названием:      процессы     переноса.
Элементарная теория процессов переноса в газах основана на модели упругих
шаров с диаметрами, равными эффективному диаметру молекул, и понятии
длины свободного пробега.
       Средняя длина свободного пробега и эффективный диаметр молекул
газа. При хаотическом движении происходят многочисленные столкновения
молекул газа друг с другом (Рис.2.10).
      Оказывается, что при нормальных условиях ( РН =105 Па, ТН=373 К)
каждая молекула газа за 1 с сталкивается с другими молекулами в среднем
около 10 9 раз. Здесь следует иметь в виду, что столкновения молекул надо
понимать условно, так как молекулы никогда не сближаются до полного
соприкосновения вследствие возникновения больших сил отталкивания
между ними. Расстояния, на которые сближаются молекулы, зависят от
взаимного направления скоростей их движения и от кинетической энергии их
поступательного движения, т.е. от температуры. Следовательно, найденные из
опытов диаметры молекул зависят от температуры и характеризуют размеры
молекул лишь приближенно. Поэтому определенные таким путем числовые
значения диаметров молекул называют эффективными диаметрами молекул.
Расстояние, которое молекула пролетает между двумя последовательными
столкновениями, называют длиной свободного пробега и обозначают λ .
Длины свободного пробега между отдельными столкновениями молекулы

                                   40