11. Вызначэнне пастаяннай Авагадра
Адзин з мстадау заснаваны на размсркаванні всльмі дробных цвёрдых часцінак, якія знаходзяцца ў вадкасці ў раўнаважным станс, па вышыні Н у адпавсднасці з законам Больцмана
Для часцінак, якія маюць шарападобную форму, можна знайсці пастаянную Авагадра
Для
вызначэння пастаяннай Авагадра застаецца
знайсці канцэнтрацыі
п1
і
n2
на розных адлсгласцях ,
адлегласць
и радыус
броўнаўскай часцінкі.
Цвсрдыя
часцінкі былі атрыманы
шляхам шматразовага цэнтрыфугавання
аднароднай эмульсіі са смалы
гумігут. Яна складалася з шарападобных
часцінак аднолькавых памераў.
Часцінкі знаходзіліся пад уздзсяннсм
сутыкненняў
малскул вадкасці пры іх бсспарадкавым
руху. Хаця сістэма часцінак
— далска нс ідэальны газ, тым нс мснш
адпаведнасць тэорыі дослсду
нссумнснная.
Пастаянная Авагадра можа быць вызначана і пры распадзс радыс-актыўных рэчываў, расссйванні святла, размсркаванні энергіі ў спсктры абсалютна чорнага цсла і г. д.
Зьявы пераносу у газах. Любая тэрмадынамічная сістэма, напрыклад ідэальны газ, з цягам часу паступова псраходзіць з нсраўнаважнага стану ў раўнаважны. У выпадку дыфузіі вслічынёй пераносу з'яўлясцца маса газу, вязкасці — імпульс, цсплаправоднасці — энсргія.
Колькасць
сутыкненняў. Сярэдняя даўжыня
свабоднага прабегу малекул Малекулы
газу рухаюцца прамалінсйна, пакуль нс
адбудуцца су-тыкненні
з другімі малскуламі.. Вслічыня
уяўляс сабой шлях, які пралятас малскула
паміж паслядоўнымі сутыкнсннямі. У
выніку хаатычнага руху
малскул вслічыня
,-
мянясцца. Нязменным пры дадзеных умовах
застаецца
толькі яе сярэдняе значэнне <
>.
Гэты шлях называюць сярэдпяй
даўжынёй
свабоднага
прабегу малекул:
Ведаючы
сярзднюю даўжыню свабоднага прабсгу і
сярэднюю арыф-мстычную
хуткасць, можна знайсці сярэдні час
свабоднага прабегу малскул
<т>, г. зн. сяродні час паміж паслядоўнымі
сутыкнсннямі малекул:
Т
акім
чынам, сярэдняя даўжыня і сярэдні час
свабоднага прабсгу адваротна прапарцыйныя
ціску газу.
Дыфузія Пры дыфузіі адбывасцца псрамсшваннс малскул газу, абумоўлснас іх цсплавым рухам. Найбольш простымі выпадкамі дыфузіі з'яўляюцца самадыфузія і ўзасмадыфузія.
Калі
ў некаторым аб'ёме знаходзіцца толькі
адзін газ, канцэнтрацыя якога
нсаднолькавая, то адбывасцца дыфузія
малскул газу ў асяроддзі таго
ж самага газу, г. зн. самадыфузія. У
працэсс ўзаемадыфузіі ў газсзмсшваюцца
малскулы розных відаў. D-называсцца
каэфіцыснтам дыфузіі.
Р
аўнанне
называюць раўнаннсм
дыфузіі
(або раўнаннсм Фіка).
Яно сцвярджас: колькасць рэчыва, што
дыфузуе за прамсжак часу
dt
праз
пляцоўку ds,
псрпсндыкулярную
напрамку, уздоўж якога
праходзіць дыфузія, прапарцыйная
градыснту шчыльнасці др/дх,
плошчы
пляцоўкі ds
і
часу dt.
У
выпадку ўзасмадыфузіі
Вязкасць
Вязкасць
газаў (унутранае трэнне) абумоўлена
псраносам імпульсу ад
малскул больш рухомага пласта да малскул
больш павольнага пласта,
і наадварот. Гэты псранос адбываецца
пры псрамсшванні ма-лскул
суссдніх пластоў у выніку цсплавога
руху і іх сутыкнснняў.Вслічыня
называецца
каэфіцыснтам дынамічнаіі вязкасці
Апошняя формула называецца раўнаннем вязкасці (або раўнаннем Ньютана). Сіла df накіравана ў адным з сумсжных пластоў па напрамку руху газу, а ў другім — насустрач. Такім чынам, сіла дзсйнічас ў газс паміж асобнымі яго пластамі, якія рухаюцца адзін адносна другога, таму яс і называюць сілай унутранага трэння..
Акрамя дынамічнай вязкасці, карыстаюцца паняццямі цякучасці і кінсматычнай вязкасці. Цякучасць ф — гэта вслічыня, адваротная дынамічнай вязкасці: ф = 1/n.
Цеплаправоднасць у газах звязана з псраносам малскуламі энсргіі. Мсханізм гэтага працэсу наступны: малскулы, якія знаходзяцца ў розных мссцах, маюць розную сярэднюю кінстычную энергію, абумоўленую розніцай тэмпсратур. 3 прычыны хаатычнасці свайго руху малекулы бсспсрапынна псраходзяць з аднаго мссца ў другос і псра-носяць энсргію, уласцівую мссцу, якос яны пакідаюць. Такім чынам, рух малскул прыводзіць да псрамяшчэння патоку цсплыні величыня
н
азывасцца
каэфіцыснтам цеплаправоднасці.
Тут р = п0m0
— шчыль-насць
газу; cу
=
Су
/Nam0
—
удзсльная цсплаёмістасць газу пры
пастаянным
абеме.
Р
Вакуум. Фізічныя з'явы ў моцна разрэджаных газах У стане вакууму градыснт дТ/дх роўны нулю. Сутыкнснні паміж малскуламі практычна адсутнічаюць. Яны ляцяць па прамых лініях ад адной сценкі пасудзіны да другой і пры сутыкненні са сцснкамі абмсньваюцца з імі энсргіямі. Такім шляхам малекулы псрадаюць энергію ад больш нагрэтай сценкі да мснш нагрэтай. Чым меншы ціск, тым меншая цсплаперадача. Залежнасць цсплапсрадачы ад ціску выкарыстоўваецца ў так званых пасудзінах Дзьюара, якія маюць падвойныя сценкі. У прасторы паміж гэтымі сценкамі створан высокі вакуум, таму цсплапсрадача паміж імі вельмі малая, а для памян-шэння яс пры выпрамсньванні цсплыні сцснкі пакрываюць тонкім люстраным пластом ссрабра.
Атрыманне і вымярэнне вакууму Прылады, якія выкарыстоўваюць для выдалсння газу і пары з замкнёнага аб'ёму з мэтай атрымання вакууму, называюць вакуумчымі помпамі. Па прынцыпу дзсяння яны падзяляюцца на фарвакуумныя і дыфузійныя. Фарвакуумныя помпы працуюць нспасродна супраць атмасфсрнага ціску.
Адным з відаў гэтых помп з'яўляюцца ратацыснныя масляныя помпы, якія прымяняюць для атрымання нізкага і сярздняга вакууму. Яны складаюцца з мсталічнага цыліндра , унутры якога зксцэнтрычна всрціцца ротар.
Для атрымання высокага вакууму могуць выкарыстоўвацца ртутныя дыфузійныя помпы, якія патрабуюць для нармальнай работы папя-рздняга разрэджання. Яны ствараюць высокі вакуум
Для атрымання звышвысокага вакууму выкарыстоўваюцца спсцыяльныя мстады, з дапамогай якіх адпампаваны газ не выводзіцца вонкі, а звязвасцца ў самой помпе спсцыяльнымі рэчывамі — гетэрамі.
Маномстры для вымярэння ціску ніжэй 0,1 МПа называюцца вакууммстрамі. Для вымярэння нізкага вакууму выкары-стоўваюцца вадкасныя маномстры або ме-ханічныя вакууммстры, а сярздняга і высокага — вакууммстры (або маномстры) Мак-Лсода. Дзсяннс такога ма-нометра заснавана на павслічзнні ціску, які вымярасцца ў выніку змяшчзння часткі аб'ёму, што займае газ.