Диффузия. Теплопроводность газов - (3 мин.)

Теплопроводность газов - (3 мин.).

Явления переноса

1) Длина свободного пробега молекулы -l -среднее расстояние, проходимое молекулой между двумя последовательными соударениями с другими молекулами или стенками сосуда.

n –концентрация молекул –их число в единице объёма.

d –эффективный диаметр –расстояние на которое сближаются молекулы при

столкновении.

s = pd²

–эффективное сечение молекулы – площадь круга, радиус которого равен эффективному диаметру молекулы.

P = nkT Þ n = P / kT = P₀ / kT₀ = 2,5*10²⁵ м³

d ~ единиц А⁰ d = 2*10^{-10 м}

l = 2*10^-7 м l/d = 1000

g = v / l v = 500 м/с

g = 500 / 2*10^-7 = 2,5*10⁹ c^-1

t=00c VH2 = 1700 м/с VN = 455 м/с VQ2 = 425 м/с

Диффузия

– процесс выравнивания концентраций в смеси нескольких веществ, обусловленный основным движением молекул (- перенос массы вещества, частиц).

n₁ – 1-ый компонент частиц(пусть O₂)

n₂ – 2-ой компонент частиц(H₂).

Поток равен количеству вещества, переносимого в единицу времени

через поверхность S.

- экспериментальный закон Фика 1885 года (1829-1901гг. -немец)

D –коэффициент диффузии. [D] = м / с²

N_i – число частиц i переносимых через S.

“-” –поток частиц направлен в сторону убывания концентрации.

-градиент концентрации.

N –поток частиц –их число через S за единицу времени.

Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул (атомов) постороннего вещества, обусловленный их тепловым движением. Диффузия всегда сопровождается переносом массы вещества. Она характерна для газов, жидкостей и твердых тел.

Самодиффузия – процесс взаимного проникновения собственных молекул (атомов), обусловленный их тепловым движением.

Закон диффузии (первый закон Фика):

,

где D – коэффициент диффузии;

dс/dz – скорость изменения (градиент) концентрации в направлении z;

«минус» – показывает, что масса переносится в направлении убывания концентрации данной компоненты.

Коэффициент диффузии – физическая величина, числено равная массе переносимого вещества через единичную площадку в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице:

,

где <v> – средняя арифметическая скорость молекул;

<l> – средняя длина свободного пробега молекул.