К статье МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ В любом не равно мерно нагретом теле теплота передается от более теплых его частей к более холодным. Это явление называется теплопроводностью. Используя молекулярно-кинетическую теорию, можно найти скорость, с которой газ проводит тепло. Рассмотрим газ, заключенный в прямоугольный сосуд , верхняя поверхность которого имеет более высокую температуру, чем нижняя . Температура газа в сосуде постепенно понижается при переходе от верхних слоев к нижним - в газе существует температурный градиент . Рассмотрим тонкий горизонтальный слой газа АВ, имеющий температуру Т (рис. 3), и соседний слой CD с несколько более высокой температурой, T ?. Пусть расстояние между АВ и CD равно средней длине свободного пробега L. Согласно формуле (4), средняя энергия молекулы в слое АВ пропорциональна температуре Т, а в слое CD - температуре T ?. Рассмотрим молекулу из слоя АВ, которая сталкивается с друг ой молекулой в точке А, после чего движется без столкновений до точки С; с большой вероятностью она попадет в слой CD с энергией, соответствующей слою АВ. И наоборот , молекула из слоя CD, движущаяся без столкновений из точки D в точку В, с большой вероятностью попадет в слой АВ с больше й энергией, соответствующей слою CD, откуда она вылетела. Ясно, что при таких столкновениях от CD к АВ передается больше энергии, чем от АВ к CD, - от более теплого слоя к более холодному идет непрерывный поток тепла. Такая же картина наблюдается для всех слоев в газе. Скорость распространения тепла можно вычислить с достаточно хорошей точностью, даже если пренебречь тем, что длина свободного пробега одних молекул больше, а других - меньше средней. Рассмотрим плоскость FG, параллельную плоскостям АВ и CD и проходящую посредине между ними (рис. 3), и выделим единичную площадку этой плоскости. Если в единице объема имеется n молекул, движущихся со средней скоростью с, то за 1 с (1/2) nc молекул пересекут FG снизу вверх и перенесут энергию (1/2) ncE ; такое же число молекул пересечет FG сверху вниз и перенесет энергию (1/2) ncE?, где E и Е. - средние энергии молекул при температурах Т и Т ?. Таким образом, если бы оба потока молекул двигались перпендикулярно плоскости FG, то разность перенесенных энергий была бы равна (1/2) nc (Е. - Е). Но молекулы пересекают FG под всевозможными углами, и, чтобы учесть это, указанную величину следует умножить на 2/3. Используя соотношение (6), получим где Cv - теплоемкость n молекул, содержащихся в единице объема. При переходе от CD к АВ, находящихся друг от друга на расстоянии L, температура понижается на (Т . - Т) и если dT/dz - градиент температуры в направлении, перпендикулярном плоскости FG, то Подставляя разность температур, выраженную через градиент, в формулу (7), получаем, что полная энергия, переносимая через единичную площадку за 1 с, равна Величина K, описываемая выражением K = (1/3)CvcL, называется коэффициентом теплопроводности газа.
Что такое молекулярно-кинетическая теория: теплопроводность газа? Значение молекулярно-кинетическая теория: теплопроводность газа в энциклопедии Кольера
молекулярно-кинетическая теория: теплопроводность газа - К статье МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
В любом неравномерно нагретом теле теплота передается от более теплых его частей к более холодным. Это явление называется теплопроводностью. Используя молекулярно-кинетическую теорию, можно найти скорость, с которой газ проводит тепло.
Рассмотрим газ, заключенный в прямоугольный сосуд, верхняя поверхность которого имеет более высокую температуру, чем нижняя. Температура газа в сосуде постепенно понижается при переходе от верхних слоев к нижним - в газе существует температурный градиент. Рассмотрим тонкий горизонтальный слой газа АВ, имеющий температуру Т (рис. 3), и соседний слой CD с несколько более высокой температурой, T ?. Пусть расстояние между АВ и CD равно средней длине свободного пробега L. Согласно формуле (4), средняя энергия молекулы в слое АВ пропорциональна температуре Т, а в слое CD - температуре T ?. Рассмотрим молекулу из слоя АВ, которая сталкивается с другой молекулой в точке А, после чего движется без столкновений до точки С; с большой вероятностью она попадет в слой CD с энергией, соответствующей слою АВ. И наоборот, молекула из слоя CD, движущаяся без столкновений из точки D в точку В, с большой вероятностью попадет в слой АВ с большей энергией, соответствующей слою CD, откуда она вылетела. Ясно, что при таких столкновениях от CD к АВ передается больше энергии, чем от АВ к CD, - от более теплого слоя к более холодному идет непрерывный поток тепла. Такая же картина наблюдается для всех слоев в газе.
Скорость распространения тепла можно вычислить с достаточно хорошей точностью, даже если пренебречь тем, что длина свободного пробега одних молекул больше, а других - меньше средней. Рассмотрим плоскость FG, параллельную плоскостям АВ и CD и проходящую посредине между ними (рис. 3), и выделим единичную площадку этой плоскости. Если в единице объема имеется n молекул, движущихся со средней скоростью с, то за 1 с (1/2) nc молекул пересекут FG снизу вверх и перенесут энергию (1/2) ncE ; такое же число молекул пересечет FG сверху вниз и перенесет энергию (1/2) ncE?, где E и Е. - средние энергии молекул при температурах Т и Т ?. Таким образом, если бы оба потока молекул двигались перпендикулярно плоскости FG, то разность перенесенных энергий была бы равна (1/2) nc (Е. - Е). Но молекулы пересекают FG под всевозможными углами, и, чтобы учесть это, указанную величину следует умножить на 2/3. Используя соотношение (6), получим
где Cv - теплоемкость n молекул, содержащихся в единице объема. При переходе от CD к АВ, находящихся друг от друга на расстоянии L, температура понижается на (Т . - Т) и если dT/dz - градиент температуры в направлении, перпендикулярном плоскости FG, то
Подставляя разность температур, выраженную через градиент, в формулу (7), получаем, что полная энергия, переносимая через единичную площадку за 1 с, равна
Величина K, описываемая выражением
K = (1/3)CvcL,
называется коэффициентом теплопроводности газа.
Соседние слова
Что такое молекулярно-кинетическая теорияЧто значит молекулярно-кинетическая теория: вязкость газа
Что означает молекулярно-кинетическая теория: колебания атомов в твердых телах и жидкостях
Значение молекулярно-кинетическая теория: распределение молекул по скоростям
↑ молекулярно-кинетическая теория: теплопроводность газа ↓
Что такое молибден
Что значит молибденит
Что означает молинье, огюст
Значение молитва
Однокоренные и похожие слова:
Узнайте лексическое, прямое, переносное значение следующих слов:
- монголия - (с 1924 по 1992 Монгольская Народная Республика), ...
- монацит - минерал, фосфат редких земель и тория, (Ce,La,Nd,Th)PO4. Название ...
- монако - Княжество Монако, одно из самых маленьких государств мира. ...
- моммзен, теодор - (Mommsen, Theodor) (18171903), немецкий историк, родился в Гардинге ...
- моменты атомов и ядер: атомные моменты - К статье МОМЕНТЫ АТОМОВ И ЯДЕР Эффект Зеемана. Один ...
- мольнар, ференц - (Molnr Ferenc) (18781952), венгерский писатель. Родился 12 января ...
- молхо, соломон - (Молхо, Шломо) (ок. 15001532), еврейский мистик и мессианский ...
- молдавия: экономика - К статье МОЛДАВИЯ С 1940х годов экономика Молдавии базировалась ...
- молдавия: природа - К статье МОЛДАВИЯ Молдавия представляет собой холмистую равнину, расчлененную ...
- молдавия: население - б. города - К статье МОЛДАВИЯ: НАСЕЛЕНИЕ Крупнейший город и столица Молдавии ...
- молдавия: население - К статье МОЛДАВИЯ По данным переписи 1989, в Молдавии ...
- молдавия: культура - в. средства массовой информации - К статье МОЛДАВИЯ: КУЛЬТУРА В Молдове функционируют несколько радио ...
- молдавия: культура - а. народное образование - К статье МОЛДАВИЯ: КУЛЬТУРА По сравнению с началом 20 ...
- молдавия: история - К статье МОЛДАВИЯ Территория, занятая современной Молдавией, издавна попадала ...
- гильдии и цехи - р. упадок цеховой системы - К статье ГИЛЬДИИ И ЦЕХИ В период позднего Средневековья ...