При выводе основного уравнения молекулярно-кинетической теории предполагалось, что число взаимных столкновений между молекулами газа пренебрежимо мало.
Однако молекулы имеют конечные размеры, в единице объема газа при обычных условиях их огромное количество, поэтому, осуществляя хаотическое движение, они непрерывно сталкиваются между собой.
Расстояние l, которое проходит молекула от столкновения до столкновения, называют длиной свободного пробега. Конечно, расстояния между двумя последовательными столкновениями разные, но, несмотря на огромное число молекул, вводят понятие средней длины свободного пробега молекулы ?, которая для данного состояния газа является постоянной величиной.
Среднее расстояние, которое преодолевает молекула за 1 секунду, численно равный средней арифметической скорости <?>. Если <z> - среднее число столкновений, происходящих с одной молекулой газа за 1 секунду, то средняя длина свободного пробега. Для упрощенного вычисления средней длины свободного пробега молекулы воспользуемся следующей моделью: молекулу представим в виде твердой шарики диаметром ?, движущегося со скоростью <v> среди других «застывших» молекул (диаметр которых также равна ?). Подвижная молекула столкнется со всеми молекулами газа, центры которых отстоят от траектории движения молекулы (траектория, учитывая большое число столкновений, имеет очень сложный вид) на расстояниях, равных или меньших диаметра ?. Минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул, называют эффективным диаметром молекулы ?. Он зависит от скорости молекул, сталкивающихся т.е. от температуры газа (несколько уменьшается с ростом температуры).
Загрузка...