Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

- 71 -
pd
kT
l
2
2
π
= ,
здесь концентрация молекул газа выражена из основного уравнения МКТ.
В ходе диффузии молекулы воды движутся из мест, где их концен-
трация больше, в места, где их концентрация меньше. При этом молеку-
лы Н
2
О испытывают соударения с молекулами воздуха, т.е. газа, в котором
они диффундируют. Из этого следует (согласно определению эффективно-
го диаметра молекул), что в качестве величины
d необходимо брать сумму
r
1
+ r
2
, т.к. по определению d – это минимальное расстояние, на которое
молекула воды может приблизиться к молекулам воздуха (азота или ки-
слорода).
Самостоятельно получите решение в общем виде и произведите вы-
числения. Для контроля правильности расчетов сравните ответ.
Задача №5.6. Определите, во сколько раз отличаются коэффициенты
диффузии азота и углекислого газа, если оба газа находятся при одинако-
вых температуре и давлении. Эффективные диаметры молекул этих газов
считать одинаковыми. [
25,1
2
1
=
D
D
] (4, с. 87)
Указания по решению. Рассматриваем диффузию каждого газа (азота с ра-
диусом
r
1
молекулы N
2
и углекислого газа с радиусом r
2
молекулы СО
2
) в
одном и том же «чужом» газе с радиусом «чужих» молекул
r
3
.
В соответствии с решением задачи №5.5 коэффициент диффузии равен
pd
kTRT
lvD
2
2
8
3
1
3
1
π
πμ
⋅==
,
где эффективный диаметр молекул равен
r
1
+ r
3
в случае диффузии азота и
r
2
+ r
3
в случае диффузии углекислого газа. Т.к. по условию r
1
= r
2
, то
d
1
= d
2
= d, т.е. при делении эта величина сократится. 
                                  - 71 -


                                       kT
                               l =            ,
                                      2πd 2 p
здесь концентрация молекул газа выражена из основного уравнения МКТ.
      В ходе диффузии молекулы воды движутся из мест, где их концен-
трация больше, в места, где их концентрация меньше. При этом молеку-
лы Н2О испытывают соударения с молекулами воздуха, т.е. газа, в котором
они диффундируют. Из этого следует (согласно определению эффективно-
го диаметра молекул), что в качестве величины d необходимо брать сумму
r1+ r2, т.к. по определению d – это минимальное расстояние, на которое
молекула воды может приблизиться к молекулам воздуха (азота или ки-
слорода).
      Самостоятельно получите решение в общем виде и произведите вы-
числения. Для контроля правильности расчетов сравните ответ.


Задача №5.6.    Определите, во сколько раз отличаются коэффициенты
диффузии азота и углекислого газа, если оба газа находятся при одинако-
вых температуре и давлении. Эффективные диаметры молекул этих газов
                         D1
считать одинаковыми. [      = 1,25 ] (4, с. 87)
                         D2

Указания по решению. Рассматриваем диффузию каждого газа (азота с ра-
диусом r1 молекулы N2 и углекислого газа с радиусом r2 молекулы СО2) в
одном и том же «чужом» газе с радиусом «чужих» молекул r3.
В соответствии с решением задачи №5.5 коэффициент диффузии равен
                          1       1 8RT    kT
                     D=     v l =       ⋅       ,
                          3       3 πμ        2
                                          2πd p
где эффективный диаметр молекул равен r1+ r3 в случае диффузии азота и
r2+ r3 в случае диффузии углекислого газа. Т.к. по условию r1= r2, то
d1= d2= d, т.е. при делении эта величина сократится.

Страницы