Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 72 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

- 72 -
Тогда отношение коэффициента диффузии азота к коэффициенту
диффузии углекислого газа равно
1
2
CO
N
2
2
μ
μ
=
D
D
.
Заметим также, что температура – мера средней кинетической энергии мо-
лекул газа, т.е. при одинаковой температуре равны средние энергии дви-
жения молекул N
2
и СО
2
. Поэтому, чем больше масса молекулы, тем
меньше скорость ее движения. Т.к.
m
0
(N
2
)< m
0
(СО
2
) ⇒
22
CON
DD > , т.к.
молекулы N
2
будут двигаться быстрее.
Вычисления проведите самостоятельно и сравните ответ.
Задача №5.7. Рассчитать среднюю длину свободного пробега l молекул
азота, коэффициент диффузии
D, вязкость
η
и теплопроводность
λ
при
давлении
р=1⋅10
5
Па и температуре t=17
о
С. [6,5⋅10
-8
м; 1⋅10
-5
м
2
/с;
1,2
⋅10
-5
кг/м⋅с] (7, с. 51)
Указания по решению.
Длина свободного пробега, как показано выше,
может быть найдена по формуле
pd
kT
l
2
2
π
= ,
где эффективный диаметр молекул азота
2
N
d =3,15⋅10
-10
м (по данным из
таблицы
7
при 20 °С).
Коэффициент диффузии вычислим согласно
lvD
3
1
= , где средняя
скорость также неоднократно вычислялась ранее.
Отметим, что коэффициент диффузии найден при условии, что раз-
меры молекул «чужого» газа (в котором N
2
диффундирует) равны разме-
рам молекул N
2
. В противном случае смотрите выше задачу 5.5.
7
Б.Б. Кудрявцев. Курс физики. Теплота и молекулярная физика. – М.: УЧПЕДГИЗ, 1960. С. 58. 
                                               - 72 -


          Тогда отношение коэффициента диффузии азота к коэффициенту
диффузии углекислого газа равно
                                            DN              μ2
                                                 2
                                                      =        .
                                           DCO              μ1
                                                  2

Заметим также, что температура – мера средней кинетической энергии мо-
лекул газа, т.е. при одинаковой температуре равны средние энергии дви-
жения молекул N2 и СО2. Поэтому, чем больше масса молекулы, тем
меньше скорость ее движения. Т.к. m0(N2)< m0(СО2) ⇒ DN > DCO , т.к.
                                                                                   2           2

молекулы N2 будут двигаться быстрее.
          Вычисления проведите самостоятельно и сравните ответ.


Задача №5.7. Рассчитать среднюю длину свободного пробега l молекул

азота, коэффициент диффузии D, вязкость η и теплопроводность λ при
давлении р=1⋅105 Па и температуре t=17 оС.                              [6,5⋅10-8 м; 1⋅10-5 м2/с;
1,2⋅10-5 кг/м⋅с]           (7, с. 51)
Указания по решению. Длина свободного пробега, как показано выше,
может быть найдена по формуле
                                                       kT
                                            l =                 ,
                                                      2πd 2 p
где эффективный диаметр молекул азота d N =3,15⋅10-10 м (по данным из
                                                                    2

таблицы7 при 20 °С).
                                                                            1
          Коэффициент диффузии вычислим согласно D =                          v l , где средняя
                                                                            3
скорость также неоднократно вычислялась ранее.
          Отметим, что коэффициент диффузии найден при условии, что раз-
меры молекул «чужого» газа (в котором N2 диффундирует) равны разме-
рам молекул N2. В противном случае смотрите выше задачу 5.5.
7
    Б.Б. Кудрявцев. Курс физики. Теплота и молекулярная физика. – М.: УЧПЕДГИЗ, 1960. С. 58.

Страницы