Лекция 17. Явления переноса. Средняя длина свободного пробега

Явления переноса наблюдаются в системах, находящихся в неравновесном состоянии, т.е. если различные параметры системы не одинаковы в ее различных точках.

Временем релаксации называется время, в течение которого система переходит в равновесное состояние.

Длиной свободного пробега называется среднее расстояние, которое молекулы проходят без столкновений друг с другом.

Эффективным диаметром d, называется минимальное расстояние (рис. 1), на которое сближаются центры молекул при столкновении.

1. Длина свободного пробега.

Модель реального газа - упругие шары диаметром d.

Чем >Т, тем < d.

Определим среднее число столкновений за 1 секунду.

а) движется 1 молекула:

(1)

б) движутся все молекулы:

(2)

Можно показать, что средняя относительная скорость движения молекул

(3)

Средняя длина свободного пробега ,

где - среднее время между двумя столкновениями.

(4)

В первом приближении для реального газа можно записать и

При T=const .

Вакуумом называется такое состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега сравнима или больше линейного размера сосуда .

вакуум

Низкий - средний - высокий - сверхвысокий .

Ультраразреженным называется газ в состоянии высокого вакуума.