Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Независимость теплопроводности и вязкости от давления - пример Надо сказать, что уравнение теплопроводности и вязкости в форме

(69а) и (71а) были получены экспериментально гораздо раньше, чем выведены из кинетической теории газов. Таким образом, мы получили еще одно подтверждение справедливости теории, а сама теория дает нам возможность не только объяснить известные факты, но и предсказать новые. Если проанализировать (70) и (72), то из них следует, что ни теплопроводность, ни вязкость не зависят от давления. Действительно, в выражения для обоих коэффициентов входит произведение рХ, причем р прямо пропорционально, а X обратно пропорциональна давлению; су и v от давления не зависят. Получается, что оба коэффициента не зависят от давления.

Первым на это обратил внимание Максвелл, и идея эта была встречена с большим скепсисом. Однако опыт показал, что предсказанный теорией факт имеет место. Например, время затухания колебаний маятника оказалось не зависящим от давления в очень широких пределах. В столь же широких пределах оказался не зависящим от давления и коэффициент теплопроводности. Заметьте, в широких пределах, но не абсолютно! Мы к этому вернемся чуть позже. А пока попробуем понять, почему же все-таки от давления эти два коэффициента не зависят. При уменьшении давления уменьшается концентрация молекул, т. е. число частиц, переносящих в одном случае импульс, в другом энергию, но при этом увеличивается длина свободного пробега(во столько же раз!), а, значит, и расстояние, на которое происходит этот перенос. Таким образом, коэффициенты теплопроводности и вязкости не зависят от давления, но, как мы уже говорили выше, «в широких пределах».

Рассмотрим газ при давлении таком низком, что длина свободного пробега молекул больше размеров сосуда, в котором находится газ. Столкновения между молекулами не исключены, но очень маловероятны, настолько, что, как уже говорилось в § 21, ими можно просто пренебречь. Есть смысл рассматривать только столкновения молекул со стенками. Пусть одна из стенок горячая, а другая холодная. Ударившись о горячую стенку, молекула приобретет некоторую дополнительную кинетическую энергию, которую отдаст при ударе о холодную стенку. Чем меньше давление, тем меньше молекул участвует в процессе теплопередачи, тем меньше теплопроводность газа. Именно по этой причине между стенками термоса откачан воздух.

Что касается зависимости коэффициентов вязкости и теплопроводности от температуры, то с ростом температуры они растут несколько быстрее. Это нетрудно объяснить довольно медленно возрастает с температурой. Рост коэффициента вязкости с температурой возможно и удивит наблюдательного читателя. Тот факт, что вязкость жидкостей уменьшается с ростом температуры, хорошо известен и легко наблюдается на опыте. Например, при нагревании вара прекрасно видно, что его текучесть заметно растет, т. е. вязкость уменьшается. При остывании вар «густеет», увеличивает вязкость. Дело в том, что механизм вязкости жидкостей несколько иной, потому что иной характер взаимодействия молекул, иное строение вещества. Мы же с вами рассмотрели вязкость идеального газа.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии