Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Определяне на средния свободен път и ефективен диаметър на газовите молекули чрез коефициента на вътрешно триене

Коефициентът на вътрешно триене (вискозитет) за газ може да се намери от формулата на Poiseuille:
, (1)
където - радиуса на капиляра, \ t
- дължината му
- разликата в наляганията в краищата на капиляра, която е причинила притока на газ,
- времето, през което преминава обем газ, равен на V.
Тъй като всички стойности в дясната страна на формула (1) са достъпни за измерване, тази формула може да се използва директно за определяне на коефициента на вътрешно триене на газ.
От друга страна, кинетичната теория установява определено съотношение между коефициента на вътрешно триене на газовете, средния свободен път на газовите молекули и средната скорост. техните движения. Това съотношение обикновено се пише в тази форма:
(2)
където r е плътността на газа,
- средната дължина на свободния газ
молекули, които
- средна (аритметична) скорост техните движения.
Числената стойност на коефициента k зависи от силите на взаимодействие между газовите молекули и е приблизително равна на 0.5. Така формулата (2) приема формата:
, (3)
Ако е известна температурата на газа, при която се определя коефициентът на вътрешно триене h, тогава средната скорост на газовите молекули може да се намери чрез добре известния израз:
, (4)
където R е универсалната газова константа,
T е абсолютната температура на газа,
m е молекулното тегло.
Плътността r на газа се взема при условията (налягане и температура), при които е определена и се определя от уравнението на Клапейрон:
, (5)
А от формула (3) можете да намерите дължината на свободния път.
Известно съотношение
(6)
позволява да се намери ефективният диаметър на газовите молекули, ако е известен ,
n - Броят на газовите молекули n при дадени условия (температура и налягане) на единица обем.
,

където - брой на молекулите в 1 при нормални условия (Loshmidt номер).
По този начин, чрез измерване на вискозитета на газ, може да се открие дължината на свободния път и ефективния диаметър на неговите молекули.

Работа

Съд А (виж фиг.) С кран на дъното се напълва с вода, така че нивото на водата да не превишава границите на S скалата, фиксирана на съда. Капилярът К е в цилиндър С, който е затворен отгоре и има маслини за входа на пара, ако измерванията се правят при температурата на кипящата водна пара.
Капилярът е свързан със серпентина с относително голям диаметър, единият край на която излиза q, през която газът навлиза в капиляра.

Ако отворите кранчето L, тогава водата ще се излее от съда и през капиляра въздухът ще бъде засмукан. Трябва да се има предвид, че правилните резултати от експеримента ще бъдат, ако изтичането на вода се определя от диаметъра на капиляра К, а не от отвора за кран L.

За да определите коефициента на вискозитет, трябва да знаете
Радиусът на капиляра r се измерва на микроскоп, отрязан от него. Измерванията трябва да се правят няколко пъти в различни посоки и след това да се изчисли средната стойност. налягането при което въздухът се влива в капиляра, V и намерени по този начин. Ако отворите кранчето L, то първоначално водата от нея се излива в непрекъснат поток, поради известно прекомерно налягане над повърхността на водата в съда, но скоро тя започва да тече в серия от капки, тъй като капилярът е тесен и въздухът се просмуква бавно. Празна чаша, предварително претеглена предварително, се заменя след редовна серия капки и едновременно с това се стартира хронометър. Веднага забележете на мащаба S височината на нивото на водата , Когато в стъклото ще бъде приблизително 50-70 вода, тя се отстранява, хронометърът се спира и се забелязва ново ниво на водата в съда , Чрез теглото на водата в чашата се открива обемът на въздуха, постъпващ през капиляра в съда, т.е. V.
Налягането, под което въздушните потоци влизат в съда, ще бъде

Според получените данни намерете h. След това, чрез измерване на стайната температура и барометричното налягане на въздуха, се определя и r и намери и след това s. Същият експеримент се провежда при температурата на кипящата водна пара, преминаваща пара от котела през цилиндър С.
Измерването започва няколко минути след като парата започна да излиза от маслините.





Вижте също:

Двумерното разпределение на Максуел

Определяне на топлината на изпаряване на високо летлива течност от температурната зависимост на налягането на наситените пари

Определяне на специфичния топлинен капацитет на твърдите вещества с помощта на адиабатен калориметър

Определяне на коефициента на вътрешно триене по метода на Стокс

Определяне на зависимостта на коефициента на вискозитет от температурата с вискозиметър Оствалд

Връщане към Съдържание: Физика

2019 @ ailback.ru