skrypt wzory i prawa z objasnieniami71

140 Średnia droga swobodna. Dyfuzja

■ Pomiędzy kolejnymi zderzeniami cząsteczki gazu poruszają się ze stałymi prędkościami wzdłuż linii prostych. Średnia odległość pomiędzy miejscami kolejnych zderzeń nazywana je s^r. średnią drogą swobodną X.

■ Według teorii kinetycznej gazów cząsteczki gazu uważamy za kuleczki o średnicy d. Zderzenie dwóch cząsteczek gazu będzie miało miejsce wówczas, gdy środki dwóch cząsteczek zbliżą się do siebie na odległość d Przekrój czynni na zderzenie c esl w-.ęc równy polu koła o promieniu d.

W rzeczywistości cząsteczki gazu nie są kulkami i ich zderzenie nie jest podobne do zderzeniu dwóch kulek. Ale słuszne jest wyobrażenie, że przy zderzeniach każda cząsteczka ma pewną średnicę "czynną" d

■ Wskutek nieuporządkowanego ruchu cząsteczek i zderzeń między n.in nieustannie zmieniają się prędkości a więc i energie cząsteczek gazu. Jezeii gęstość lub temperatura gazu nic są wszędzie jednakowe, tzn. są przestrzennie niejednorodne, to na ruch cieplny cząsteczek nakłada się pewien ruch uporządkowany, w wyniku którego następuje wyrównanie się tych mejednarodnści - w gazie zachodzą zjawiska transportu (przenoszenia).

Do zjawisk transportu zaliczamy dyfuzję, przewodnictwo cieplne ; lepkość dynamiczną.

■ zjawisko dj fuzji polega na samm-zurnym, wzajemnym przenikaniu i mieszaniu się cząsteczek dwóch stykających się gazów, cieczy a także ciał stałych. Ogólnie można stwierdzić, że zjawisko dyfuzji polega na transporcie masy.

W gazach chemicznie czystych dyfuzja występuje wskutek niejednakowej gęstości w różnych miejscach objętość: gazu. W przypadku mieszaniny gazu przyczyną dyfuzji jest różnica koncentracji poszczególnych gazów w różnych częściach objętości mieszaniny. Masa gazu jest przenoszona z miejsc o Większej koncentracji do miejsc o koncentracji mniejszej.

Przenoszenie masy gazu w zjawisku dyfuzji podlega prawu Ficka mas; gazu. która przenosi się w jednostce czasu przez element powierzchni o polu jednostkowym, jest wprost proporcjonalna do prędkości zmiany gęstości gazu p na jednostkę długości x w kierunku prostopadłym do rozpatrywanej powierzchni -wzór ~8 Znak minus w tym wzorze wskazuje, że przenoszenie masy zachodzi w kierunku zmniejszania się gęstości.

Termodynamika

141

77. Średnia droga swobodna

cząsteczka gazu porusza się między zderzeniami ruchem jednostajnym prostoliniowym

zderzenie następuje, gdy cząsteczki zbliżą się na odległość d

średnia droga swobodna cząsteczki

< d >

v2kqO

liczba cząsteczek w jednostce objętości gazu

__« przekrój czynny

na zderzenie

o =

78. Dyfuzja

^9mAS

masa gazu. która przechodzi w ciągu czasu df przez powierzchnię cŁV w kierunku normalnym x

do lej powierzchni od obszaru o większej •---

do obszaru o mniejszej Yoncentracji dyfundująccgo gazu ■

gradient gęstości

pole powierzchni prostopadłe do kierunku dyfuzji gazu

jdm = -D^d5df

współczynnik dyfuzji*

, czas przepływu masy d/n gazu

BET

średnia droga swobodna cząsteczki gazu doskonałego

średnia prędkość cząsteczek gazu' doskonałego w ruchu cieplnym