Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 125 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
125
ся межмолекулярных столкновений. В первую очередь условимся, что же
именно будем называть столкновением. Дело в том, что, строго говоря, молеку-
лы не имеют определенных размеров, так как плотность электронных облаков
нигде не становится равной нулю. Однако такое представление не позволяет
даже определить само понятие соударения. Поэтому обычно используют гру-
бую модель
, уподобляя молекулы жестким сферам различных диаметров. Рас-
смотрим в рамках такой модели смесь газов, состоящих из молекул типа А и
типа В, массы которых
и
A
B
mm, а диаметры и
A
B
D
D соответственно. Столк-
новение (соударение) определим как событие, когда осуществляется контакт
двух воображаемых сфер. Для расчета числа соударений молекулы А предста-
вим ее движущейся в произвольном направлении со
средней относительной
скоростью
r
в то время, как молекулы В будем считать неподвижными. Со-
ударение произойдет в том случае, если центр молекулы В расположен на рас-
стоянии не превышающем
2
A
B
AB
DD
D
+
=
от линии движения молекулы А (рис. 2.33). Общее число соударений в секунду
молекулы А с молекулами В равно произведению объема, описываемого за се-
кунду сферой радиуса
A
B
D
, на
B
n число молекул В в единице объема
1
.
Рис. 2.33. К расчету числа двойных соударений
Объем равен
2
A
B
r
π
, а число столкновений
2
A
BB
D
rn
π
.
(
)
2.273
Входящая в это выражение площадь
2
A
B
D
π
называется сечением столкнове-
ния
, а величина
A
B
D
средним газокинетическим диаметром столкновений
или
средним эффективным диаметром столкновений. Для молекул одного
вида используют
эффективный или газокинетический диаметр D, учиты-
вающий взаимодействие между сталкивающимися молекулами.
1
В СИ единица измерения концентрации
/
ii
nNV
=
, выраженной числом молекул в единице
объема, –
3
м
.