Среднее число столкновений молекул, средняя длина свободного пробега

Обознfчим длина свободного пробега молекулы.

Молекула газа время от времени сталкивается с другими молекулами. В момент столкновения молекула резко изменяет величину и направление скорости своего движения. Расстояние, проходимое молекулой в среднем без столкновений, называется средней длиной свободного пробега  

           За одну секунду молекула проходит путь, равный средней арифметической скорости . За ту же секунду молекула претерпевает ν столкновений.Подсчитаем число столкновений ν.

Если в единице объема газа находится n молекул, то число столкновений рассматриваемой молекулы за одну секунду будет равно

Явление переноса. Диффузия. Коэффициент диффузии.

Явление диффузии заключается в том, что происходит самопроизвольное взаимопроникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел. Диффузия сводится к переносу массы, возникает и продолжается до тех пор, пока на границе соприкосновения двух сред градиент плотности отличен от нуля.

Градиент плотности вдоль выбранной оси х, перпендикулярной плоскости соприкосновения двух сред, обозначается как и показывает как быстро изменяется величина плотности от точки к точке вдоль оси х.

Количественно явление диффузии подчиняется закону Фука:

, где – плотность потока массы, то есть величина, определяемая массой газа, диффундирующего через единичную площадку S в единицу времени,

– градиент плотности газа в направлении x, перпендикулярном выбранной площадке S,

D – коэффициент диффузии.

Знак минус (-) в приведенной формуле означает, что перенос массыпроисходит в направлении убывания плотности.

Согласно МКТ коэффициент диффузии:

– средняя скорость теплового движения молекул,

                                     – средняя длина свободного пробега молекул.