Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

31
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВОБОДНОГО
ПРОБЕГА И ЭФФЕКТИВНОГО ДИАМЕТРА
МОЛЕКУЛ ВОЗДУХА
Цель работы: экспериментально определить численное значение
средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул
воздуха.
1. Теоретическая часть
Воздух в основном состоит из азота (около 78 %) и кислорода (около
21 %). Другие газы (аргон, углекислый газ, водород и другие) содержатся в
незначительном количестве. Линейные размеры молекул азота и кислорода
составляют примерно
см
8
104
−
⋅
. В таком случае объем одной молекулы
составляет примерно
323
10 см
. При нормальных условиях (
Ct
oo
0=
,
.ст.рт.ммP 760=
) в 1 см
3
воздуха находится около
19
1072 ⋅,
молекул.
Следовательно, на одну молекулу приходится объем примерно
318
104 см
⋅
.
Сопоставляя эти две цифры (собственный объем молекулы и объем,
приходящийся на одну молекулу), видно, что молекулы воздуха находятся
на больших расстояниях друг от друга. При такой малой плотности
встреча между молекулами будет происходить относительно редко.
Молекулы начинают взаимодействовать между собой лишь тогда,
когда расстояния между ними становятся сравнимы с их собственными
размерами. Поэтому большую часть своего пути молекулы движутся
прямолинейно и равномерно. Отклонение траектории молекул от
прямолинейности происходит только при достаточных их сближениях.
Минимальное расстояние между центрами двух молекул, на котором под
действием сил отталкивания происходит явление подобное удару,
называется эффективным диаметром молекулы.
Расстояние, которое молекула проходит между двумя
последовательными соударениями, называется длиной свободного пробега
молекулы. Эта величина для различных молекул может сильно
различаться. Даже для одной и той же молекулы от соударения к
соударению она может меняться с очень широким интервалом. Однако
среднее значение этой величины для данного состояния газа является
величиной постоянной. Средняя длина свободного пробега молекул

Страницы