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文档简介

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.扩散现象的微观解释在dt时间内,从dS一侧跑到另一侧的分子数为在dt时间内通过dS沿z轴正方向输运的气体总质量为

扩散系数BA2

导热系数:讨论:1)、n、ρ、v是与气体平均温度所对应的数密度、密度、平均速率。2)、刚性分子气体的热导率与数密度n无关,仅与T1/2有关。3)、适用于温度梯度较小,满足d<<λ<<L条件的理想气体。

气体内的热传导在微观上是分子在热运动中的输运热运动能量的过程.微观解释23实验指出:

一般与压强P无关;

但在压强很低时

随压强p的减小而减小(例如,暖水瓶胆)。理论上如何解释34

理论上解释:所以

一般与P无关。

但是在压强P很低时,,

所以

就与P有关了:。45讨论:1)、2)、在一定的压强与温度下,扩散系数D与分子质量的平方根成反比。3)、满足d<<λ<<L条件的理想气体。56气体内的扩散在微观上是分子在热运动中输运质量的过程.微观解释温度越高,气压越低,扩散进行得越快在其它条件相同时,分子量小的扩散得快.67

例试估计标准状况下空气的黏性系数、热导率及扩散系数。解:已知空气平均自由程λ=6.9*10-8m,平均速率v=446m/s,摩尔质量Mm=0.029Kg.则:Chapman于1915年用较严格的数学方法得出。8

例:在标准状态下,氦气的黏度为η1、氩气的黏度为η2

,它们的摩尔质量分别为μ1、μ2

,求:(1)氦原子与氩原子碰撞截面σ之比(2)氦气与氩气的导热系数κ之比(3)氦气与氩气的扩散系数D之比解:(1)9(2)导热系数

氦气与氩气都是单原子分子,定容摩尔热容相等。(3)扩散系数因氦气与氩气所处状态相同,故10四输运过程的微观理论值与实验比较(一)、η、κ、D理论值与实验值比较1)理论:、、理想气体时,,且、、①η、κ与p无关;②D与p有关。解释:注意:p很小时,η、κ与p有关112)

与T的关系理论实验原因刚球模型,做个修正d1/T0.1

理论值与实验结果存在偏差。123)、之间的关系理论实验误差原因:分子有效直径不随温度改变不考虑分子的速度分布不考虑分子的自由程分布一次碰撞同化假设13

三种迁移系数数量级估计

扩散系数

热导率

粘性系数气体中输运过程的本质:

当某宏观物理量分布不均匀时,气体分子的热运动引起相邻部分间交换分子时交换了相应的物理量,从而形成相应的流。14五、超稀薄气体的热传导及粘滞现象1、超稀薄气体L为器壁的线度2、分析一般地∵当p减小,也在增大;当p减小到使或时,气体则为超稀薄气体或成为高真空状态了。153、超稀薄气体由于超稀薄,气体分子间极少碰撞,气体分子在温度分别为T1与T2器壁之间运动;m与T1碰撞时,带上相应的能量,与T1碰撞时,又带上相应的能量,如T1

>T2

,则通过气体分子的碰撞,温度为T1的器壁能量会

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