рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Средняя длина свободного пути

Средняя длина свободного пути - раздел Изобретательство, Основы вакуумной техники Направленный Молекулярный Поток, Содержащий В Начальный Момент N0 ...

Направленный молекулярный поток, содержащий в начальный момент N0 молекул газа с хаотично движущимися молекулами с частотой К за время dt, уменьшается на величину:

, интегрируя, получаем .

 

(1.22)

 

Средняя длина свободного пути молекул газа , определяемая как отношение скорости молекул к числу столкновений в единицу времени. – длина пути молекулы за время t, столкновение произойдет в том случае, если расстояние между центрами молекул будет не более диаметра молекулы . Будем считать, что одна молекула имеет радиус , а все остальные математические точки с нулевым радиусом. При движении со скоростью с молекулярной концентрацией n, за одну секунду такая воображаемая молекула опишет объем , и испытает столкновений. Средняя длина свободного пути в таком случае будет равна

. (1.23)

 

С учетом относительных скоростей движения молекулы газа, которые не учитывались при выводе уравнения (1.23), для длины свободного пути можно получить более точное выражение

. (1.24)

 

Из (1.24) видно, что при постоянной молекулярной концентрации, длина свободного пути не должна зависеть от температуры.

Однако из опытных данных следует, что при n = const, средняя длина свободного пути увеличивается , данный фактор учитывается введением дополнительного модуля, тогда

, (1.25)

 

где С – постоянная Сезерленда, равная температуре при которой, в случае постоянной молекулярной концентрации газа, средняя длина свободного пути молекул уменьшается вдвое по сравнению со значением соответствующей бесконечно большой температуре [K] .

Для учета взаимодействия молекул между собой вводят понятие эффективного диаметра молекулы dТ, который уменьшается с увеличением температуры

 

(1.26)

Таблица 1.2.

Характеристики молекул некоторых газов

 

Газ m·1026, кг dM·1010, м С, К dT, при t, К
4,2
N2 4,65 2,74 2,99 3,24 4,34 14,7
O2 5,31 3,01 3,31 3,60 4,88 16,7
CO2 7,31 3,36 4,01 4,59 6,97 26,3
Ne 3,35 2,35 2,46 2,56 3,09 8,90
H2 0,33 2,41 2,56 2,73 3,48
H2O 2,99 2,53 3,66 4,56 7,82 31,8
Воздух 4,81 3,13 3,41 3,68 4,90 16,5
He 0,66 1,94 2,07 2,19 2,77 8,69

 

Уравнение (1.25) с учетом (1.26) можно записать в виде:

.

 

Используя уравнение состояния (1.10), (1.26) можно записать в виде:

 

(1.27)

 

Для воздуха, при Т=293 К, и Р=1Па из (1.27), L1= 6,7·10-3 МПа.

L1 – средняя длина свободного пути при Р=1Па.

При любом другом давлении

(1.28)

При расчетах длины свободного пути при различных температурах и постоянном давлении из (1.27) можно получить

 

(1.29)

 

Таблица 1.3.

Средняя длина свободного пути молекулы при давлении 1Па

 

Газ L1·103 при t, К
4,2
N2 20,8 8,67 1,26 0,0061
O2 16,9 7,02 1,00 0,0047
CO2 16,7 4,32 0,492 0,0019
Ne 30,7 13,9 2,50 0,0165
H2 28,2 12,2 0,197 0,0108
H2O 13,9 4,38 0,391 0,0013
Воздух 16,0 6,72 0,995 0,0048
He 43,6 19,1 3,13 0,0174

 

В случаи смеси двух газов с массой молекул m1 и m2, L1 молекулы массой m1 рассчитывают по формуле:

 

; (1.30)

 

.

 

В случае, если n1« n2, получаем

 

. (1.31)

 

Формула Больцмана для определения давления воздуха на различной высоте z

 

. (1.32)

 

2. Сорбционные явление в вакууме

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основы вакуумной техники

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. омский государственный технический университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Средняя длина свободного пути

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основы вакуумной техники
  Конспект лекций   ОМСК – 2007 УДК 533.5(075) ББК 31.77я73 Б43   Рецензенты:   А.С. Не

Физика вакуума
  1.1.Основные термины и определения   Вакуумом называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного. Количественно

Давление в вакууме
Основой физики вакуума являются следующие постулаты: 1. Газ состоит из отдельных, движущихся молекул. 2. Существует постоянное распределение молекул газа по скоростям, т. е. одной

Газовые законы
  Если в объеме находится смесь из К газов, то давление смеси:   (1.8)   или

Распределение молекул газа по скоростям
При соударении друг с другом или со стенками вакуумной камеры молекулы изменяют свои скорости, как по величине, так и по направлению. Используя гипотезы о стационарном распределении по скоростям и

Энергия взаимодействия
  По мере снижения рабочего давления роль поверхностных явлений при получении и измерении вакуума непрерывно возрастает, особенно в области сверхвысокого вакуума. Процесс поглощения г

Время адсорбции
Минимальным временем адсорбции можно считать период колебания молекулы в потенциальной яме, это время можно считать примерно одинаковым для всех молекул газа

Конденсация и испарение
  Вещества в зависимости от температуры и давления могут находится в различных агрегатных состояниях. В вакуумной технике могут происходить процессы конденсации, испарения, сублимации

Адсорбция газов и паров
  Адсорбционные процессы изучают по кривым адсорбции, устанавливающим зависимость между тремя основными величинами: количеством поглощаемого газа (Q); равновесным давлением (Р); темпе

Степени покрытия поверхности
  Степень покрытия поверхности молекулами адсорбированных газов влияет на характер протекания поверхностных явлений: эмиссию электронов из твердого тела, поверхностный электрический р

Растворимость газов в твердых телах
Концентрация газов, растворенных в твердом теле, зависит от его температуры, давления и типа кристаллической решетки. В металлах, для которых характерна гомополярная металлическая связь между элект

Вязкость газов
  При перемещении твердого тела со скоростью vn за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения. Сила трения по всей п

Скольжение разреженных газов
  Экспериментальные исследования течения газа при малых давлениях в магистрали показали, что действительный расход газа больше теоретического, найденного на основании гидродинамически

Температурный скачок
Явление, аналогичное скольжению, наблюдается и при исследовании теплопроводности разреженных газов, если средняя длина свободного пути L значительно меньше расстояния между поверхностями тел с разн

Стационарный режим работы вакуумных систем
4.1. Распределения давления в вакуумных системах.   Для стационарного режима характерно постоянство во времени потоков и давлений во всех сечениях вакуумной

Соединение арматуры и откачиваемых объектов
Арматура (коммутационные элементы, ловушки, трубопроводы) и откачиваемые объекты, соединяясь друг с другом, образуют сложные вакуумные системы. Место соединения двух элементов и более называют узло

Соединения насосов
В вакуумных системах с большими газовыми потоками используют параллельное соединение насосов (рис. 4.5, а). Запишем уравнение (4.15) для узла А, к которому подключены через элементы с

Расчет газовых нагрузок
  Стационарный газовый поток, откачиваемый насосом, во время работы вакуумной установки имеет несколько составляющих:  

Расчет длительности откачки
Известные закономерности для расчета проводимости трубопроводов вакуумной системы позволяют рассчитывать стационарные режимы течения газа. В большинстве случаев давление и поток газа завис

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги