Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 64

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 307 >> Следующая

Тепло- провод- ность Внутренняя энергия AQ = -K^T dSdt GX K=I (и) (Я)рск

5. СВОЙСТВА РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ

1°. Разреженным называют газ, находящийся при давлении ниже атмосферного. Такое состояние газа называют также вакуумом. Степень разрежения газа зависит от соотношения между средней длиной свободного пробега (Л), соответствующей взаимным столкновениям молекул газа, и линейными размерами d сосуда, в котором находится газ. Различают степени сверхвысокого ((Я) 3> d), высокого ((А) > d), среднего ((A) < d) и низкого ((А) <5С d) вакуума. Отличие свойств разреженных газов от неразреженных проявляется в первых трех из перечисленных степеней вакуума (табл. II. 5 (d = 0,1 м)).
244

11.5. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ

Таблица П.5

Характерис- тики Вакуум
низкий средний высокий сверх- высокий
Диапазон давлений, Па (мм рт. ст.) IO5-IO2 (760—1) 102—10 1 (1—10~3) ItT1-IO 8 (10-3- IO-7) «л о5 (<?10 7)
Концентрация молекул, M "3 IO25-IO22 IO22-IO19 IO19-IO15 « IO15
Коэффициенты теплопроводности и внутреннего трения He зависят от давления Зависимость от давления определяется параметром (X)/d Прямо пропорциональны давлению Оба явле-ния практически отсутствуют

2°. В дальнейшем под разреженными газами будем понимать газы, находящиеся в состоянии высокого вакуума. Длина свободного пробега молекул разреженного газа определяется размерами сосуда. Поэтому умерьшение плотности разреженного газа не влияет на величину (A) = d, а приводит лишь к убыли числа молекул, участвующих в переносе импульса или внутренней энергии. Коэффициенты вязкости и теплопроводности разреженного газа прямо пропорциональны плотности газа.

3°. В разреженных газах существует лишь внешнее трение движущегося газа о стенки сосуда. Последнее зависит от изменения импульса молекул при их соударениях со стенками. Сила трения, действующая на единицу площади стенки, в первом приближении пропорциональна скорости движения газа и его плотности. Теплопроводность разреженных газов меньше, чем обычных газов, и осуществляется переносом внутренней энергии молекулами, свободно перемещающимися
11.5 5. СВОЙСТВА РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ

245

между стенками сосуда с различными температурами T1 и T2. Количество теплоты, полученное (или отданное) единицей площади стенки за единицу времени, прямо пропорционально разности температур T1-T2SL плотности газа.

4°. Закон Кнудсена для течения разреженного газа по цилиндрическому капилляру радиуса г и длины I:

где Q — масса газа, протекающего за 1 с через поперечное сечение капилляра, JLt — молярная масса газа, R — молярная газовая постоянная, T — термодинамическая температура, P1 и р2 — давления газа на концах капилляра.

5°. При соединении узкой трубкой двух сосудов, находящихся при различных температурах T1 и T2, стационарному состоянию разреженного газа соответствует условие

где Ti1 и п2 — концентрации молекул в обоих сосудах, (U1) и (и2) — их средние скорости. Это условие означает равенство встречных потоков молекул, движущихся

из первого сосуда во второй и обратно. Так как п ~ ? ,

(эффект Кнудсена).

6°. На особых свойствах разреженных газов основано устройство многих приборов для получения вакуума (диффузионные и другие насосы), его измерения (вакуумметры) и для создания тепловой изоляции (сосуды Дьюара).

Ti1(U1) = п2(и2),

T

а и — JT , то
246 11.6. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Г л а в а 6

ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

1. ВВЕДЕНИЕ

1°. Статистической физикой называют раздел физики, в котором изучаются макроскопические свойства систем, состоящих из очень большого числа частиц (молекул, атомов, электронов и т. д.), через свойства этих частиц и взаимодействие между ними.

Статистическая физика рассматривает системы, находящиеся в равновесном состоянии (равновесная статистическая физика) и неравновесных состояниях (неравновесная статистическая физика).

2°. Поведение систем, состоящих из большого числа частиц, определяется статистическими закономерностями, отличными от законов, которым подчиняется каждая из частиц, входящая в макроскопическую систему. Поведение отдельной частицы (например, ее траектория, последовательность изменения ее состояний и т. п.) при статистическом описании системы оказывается несущественным. Поэтому изучение свойств системы сводится к отысканию средних значений физических величин, характеризующих состояние системы как целого. Существенное отличие систем, подчиняющихся статистическим закономерностям, от систем, в которых достаточным оказывается описание с помощью законов механики, состоит в том, что поведение и свойства первых в значительной степени не зависят от их начального состояния.

3°. Связь между закономерностями, описывающими движение отдельных частиц (динамические закономерности ), и статистическими закономерностями проявляется в том, что в зависимости от законов движения отдельных частиц существенно изменяются свойства макроскопической системы, изучаемой методами статистической физики.

4°. Каждому состоянию системы, содержащей п одинаковых бесструктурных частиц, которые имеют по три степени свободы и движутся по законам классической механики, соответствует своя изобразительная точка в 6/г-мерном фазовом пространстве (Г-пространстве). Состояние той же системы удобно изображать в виде совокупности п точек в 6-мерном фазовом пространстве, назы-
Предыдущая << 1 .. 58 59 60 61 62 63 < 64 > 65 66 67 68 69 70 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed