К статье МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ Если измерять скорость течения реки на разной глубине, то можно обнаружить , что у дна вода почти неподвижна, а чем ближе к поверхности, тем быстрее она движется. Таким образом, в речном потоке имеется градиент скорости, аналогичный рассмотренному выше градиенту температуры; при этом благодаря вязкости каждый выше расположенный слой увлекает за собой соседний , лежащий под ним. Такая картина наблюдается не только в жидкостях, но и в газа х. Используя молекулярно-кинетическую теорию, попытаемся определить вязкость газа. Предположим, что газ течет слева направо и что в горизонтальном слое CD на рис. 3 скорость течения больше , чем в слое АВ, расположенном непосредственно под CD. Пусть , как и прежде , расстояние между плоскостями равно средней длине свободного пробега. Молекулы газа быстро движутся по всему объему по хаотическим траекториям, но на это хаотическое движение накладывается направленное движение газа. Пусть u - скорость потока газа в слое АВ (в направлении от А к В), а u. - несколько большая скорость в слое CD (в направлении от C к D). Помимо импульс а, обусловленного хаотическим движением, молекула в слое АВ обладает импульсом mu, а в слое CD - импульсом mu?. Молекулы, переходящие без столкновений из АВ в CD, переносят в слой CD импульс mu, соответствующий слою АВ, тогда как частицы , попадающие из CD в АВ, смешиваются с молекулами из АВ и приносят с собой импульс mu?. Следовательно , из CD в АВ через единичную площадку плоскости FG за 1 с постоянно переносится импульс, равный Поскольку скорость изменения импульса равна силе, мы получили выражение силы , приходящейся на единицу площади, с которой один слой действует на другой : более медленный слой тормозит более быстрый , а тот, напротив , увлекая за собой более медленный слой, ускоряет его. Аналогичные силы действуют между соседними слоями во всем объеме текущего газа. Если du/dz -градиент скорости в газе в направлении, перпендикулярном FG, то Величина nm в формуле (8) есть масса газа в единице объема; если обозначить эту величину через ?, то сила , приходящаяся на единицу площади, будет равна где коэффициент (1/3)?Lc - вязкость газа. Из последних двух разделов статьи следуют два вывода. Первый состоит в том, что отношение вязкости к теплопроводности равно ?/Cv. Второй вытекает из приведенного ранее выражения для L и состоит в том, что вязкость газа зависит только от его температуры и не зависит от давления и плотности. Правильность обоих выводов с высокой точностью подтверждена экспериментально. См. также ТЕПЛОТА; СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА; ТЕРМОДИНАМИКА.
Что такое молекулярно-кинетическая теория: вязкость газа? Значение молекулярно-кинетическая теория: вязкость газа в энциклопедии Кольера
молекулярно-кинетическая теория: вязкость газа - К статье МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Если измерять скорость течения реки на разной глубине, то можно обнаружить, что у дна вода почти неподвижна, а чем ближе к поверхности, тем быстрее она движется. Таким образом, в речном потоке имеется градиент скорости, аналогичный рассмотренному выше градиенту температуры; при этом благодаря вязкости каждый выше расположенный слой увлекает за собой соседний, лежащий под ним. Такая картина наблюдается не только в жидкостях, но и в газах. Используя молекулярно-кинетическую теорию, попытаемся определить вязкость газа. Предположим, что газ течет слева направо и что в горизонтальном слое CD на рис. 3 скорость течения больше, чем в слое АВ, расположенном непосредственно под CD. Пусть, как и прежде, расстояние между плоскостями равно средней длине свободного пробега. Молекулы газа быстро движутся по всему объему по хаотическим траекториям, но на это хаотическое движение накладывается направленное движение газа. Пусть u - скорость потока газа в слое АВ (в направлении от А к В), а u. - несколько большая скорость в слое CD (в направлении от C к D). Помимо импульса, обусловленного хаотическим движением, молекула в слое АВ обладает импульсом mu, а в слое CD - импульсом mu?. Молекулы, переходящие без столкновений из АВ в CD, переносят в слой CD импульс mu, соответствующий слою АВ, тогда как частицы, попадающие из CD в АВ, смешиваются с молекулами из АВ и приносят с собой импульс mu?. Следовательно, из CD в АВ через единичную площадку плоскости FG за 1 с постоянно переносится импульс, равный
Поскольку скорость изменения импульса равна силе, мы получили выражение силы, приходящейся на единицу площади, с которой один слой действует на другой: более медленный слой тормозит более быстрый, а тот, напротив, увлекая за собой более медленный слой, ускоряет его. Аналогичные силы действуют между соседними слоями во всем объеме текущего газа. Если du/dz -градиент скорости в газе в направлении, перпендикулярном FG, то
Величина nm в формуле (8) есть масса газа в единице объема; если обозначить эту величину через ?, то сила, приходящаяся на единицу площади, будет равна
где коэффициент (1/3)?Lc - вязкость газа.
Из последних двух разделов статьи следуют два вывода. Первый состоит в том, что отношение вязкости к теплопроводности равно ?/Cv. Второй вытекает из приведенного ранее выражения для L и состоит в том, что вязкость газа зависит только от его температуры и не зависит от давления и плотности. Правильность обоих выводов с высокой точностью подтверждена экспериментально. См. также ТЕПЛОТА; СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА; ТЕРМОДИНАМИКА.
Соседние слова
Что такое молекул строениеЧто значит молекулярная биология
Что означает молекулярная масса
Значение молекулярно-кинетическая теория
↑ молекулярно-кинетическая теория: вязкость газа ↓
Что такое молекулярно-кинетическая теория: колебания атомов в твердых телах и жидкостях
Что значит молекулярно-кинетическая теория: распределение молекул по скоростям
Что означает молекулярно-кинетическая теория: теплопроводность газа
Значение молибден
Однокоренные и похожие слова:
Узнайте лексическое, прямое, переносное значение следующих слов:
- монархианство - (от греч. monos один, arche начало), ...
- монагас, хосе тадео - (Monagas, Jos Tadeo) (17841868), венесуэльский военный и политический ...
- моменты атомов и ядер: ядерные моменты - К статье МОМЕНТЫ АТОМОВ И ЯДЕР Существует ряд методов ...
- моменты атомов и ядер - Термин "момент" применительно к атомам и атомным ядрам ...
- мольер - (Molire; настоящее имя Жан Батист Поклен, JeanBaptiste ...
- молочная промышленность: прочие молочные продукты - К статье МОЛОЧНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ Масло. Состав масла таков: 80,3% ...
- молочная промышленность - отрасль хозяйства, охватывающая все процессы производства молочных продуктов. По ...
- молдавия: общество - К статье МОЛДАВИЯ Молдавское общество испытало серьезные потрясения после ...
- молдавия: население - а. религия - К статье МОЛДАВИЯ: НАСЕЛЕНИЕ Преобладающая религия православное христианство. ...
- молдавия: культура - г. обычаи и праздники - К статье МОЛДАВИЯ: КУЛЬТУРА Главные религиозные праздники в Молдавии ...
- молдавия: культура - б. литература и искусство - К статье МОЛДАВИЯ: КУЛЬТУРА Молдавское народное искусство, включая фольклор, ...
- молдавия: культура - К статье МОЛДАВИЯ Коренные жители молдаване говорят ...
- молдавия: государственный строй и политика - К статье МОЛДАВИЯ 27 августа 1991 Молдавия провозгласила свою ...
- моисей де леон - (Моше Бен ШемТов де Леон) (12501305), испаноеврейский мистик, ...
- конго: история - К статье КОНГО Когда на территории Конго появились европейцы, ...