Время релаксации газа

Свойство энтропии не меняться при адиабатических равновесных изменениях состояния сразу дает интересные результаты. Время релаксации газа, т. е. время перехода в равновесие, столь мало, что практически даже быстро протекающие процессы можно считать равновесными. Адиабатичность же получается сама собой, поскольку при быстром изменении объема через стенки сосуда не успевает пройти заметное количество тепла. Условие постоянства энтропии дает для таких процессов приближенное уравнение [c.74]

Временная постоянная 135, 136 Время релаксации газа 228 [c.567]

Рассмотрим, например, процесс сжатия газа в цилиндре. Если время смещения поршня от одного положения до другого существенно превышает время релаксации, то в процессе перемещения поршня давление и температура успеют выравняться по всему объему цилиндра. Это выравнивание обеспечивается непрерывным столкновением молекул, в результате чего подводимая от поршня к газу энергия достаточно быстро и равномерно распределяется между ними. Если последующие смещения поршня будут происходить аналогичным образом, то состояние системы в каждый момент времени будет практически равновесным. [c.10]

Явления, приводящие к отступлению от закона Ома в сильных электрических полях, можно разделить на две группы. К первой относятся явления, изменяющие время релаксации, а следовательно, подвижность носителей. Это разогрев электронного газа и эффект Ганна. Вторая группа явлений, в которую входят ударная ионизация и эффект Зинера, вызывает изменение концентрации носителей. [c.256]

Из этой формулы, впервые полученной Максвеллом в 1859 г., следует парадоксальный вывод коэффициент вязкости не зависит от плотности газа Действительно, так как время релаксации т по порядку величины равно среднему времени свободного пробега, то [c.149]

Для разных процессов время релаксации различно от 10 с для установления равновесного давления в газе до нескольких лет при выравнивании концентрации в твердых сплавах. В термодинамике берется наибольшее время релаксации, в течение которого устанавливается равновесие для всех параметров данной системы. [c.23]

Распространение возмущений в неравновесном газе имеет свои особенности. Пусть в газе распространяется слабое возмущение. Введем время релаксации т малых отклонений от локального термодинамического равновесия. Если время, за которое существенным образом меняются газодинамические величины при распространении волны, много меньше времени релаксации, то волна распространяется с так называемой замороженной скоростью звука с =К(Ф/Ф)5,5 (высокочастотная скорость звука). Если характерное время изменения газодинамических величин много больше времени релаксации, то волна распространяется с равновесной скоростью звука (0) (низкочастотная скорость звука). [c.44]

Для невырожденного газа плотность заполнения зоны проводимости электронами настолько мала, что на их поведении практически не сказывается принцип Паули. Электроны являются полностью свободными в том смысле, что на движение любого из них другие не оказывают заметного влияния. Поэтому все электроны проводимости невырожденного газа принимают независимое друг от друга участие в создании электрического тока и в формировании электропроводности проводника. Поэтому в выражение для электропроводности невырожденного газа должно входить среднее время релаксации <т) всех свободных электронов, полученное путем усреднения т по всему коллективу. Учитывая это, выражение для подвижности и удельной электропроводности невырожденного газа необходимо записать следующим образом [c.183]

Характерное время установления термохимического равновесия — так называемое время релаксации — разное для различных процессов. Так, для достижения равновесного значения энергии поступательного движения молекул достаточно в среднем пяти столкновений частиц воздуха, вращательного — от 10 до 100 столкновений, а для достижения равновесного распределения энергии колебательных движений атомов внутри молекул — порядка 10 столкновений. Хотя воздух при стандартных значениях температуры и давления имеет молекулярную плотность 2,7-10 молекул в см , средняя длина свободного пробега намного превосходит расстояние между соседними молекулами, в итоге зона релаксации, равная произведению скорости течения газа на время релаксации, может оказаться достаточно протяженной. [c.30]

Уравнение (6-10-30) — параболического типа. Это обусловлено тем обстоятельством, что скорость распространения теплоты Wg очень велика [время релаксации т о для металлов составляет около 10" с (для алюминия),, для газов Хго а 10- с1 [c.455]

Распределение (1) устанавливается за время Тее( ), в к-рое энергия и импульс перераспределяются между всеми электронами (время релаксации). Для невырожденного электронного газа Тее определяется соотношением [c.91]

В газах произведение П. з. на длину водны (схЯ) при заданной темп-ре зависит не только от частоты, но и от давления в газе р, т. е, от отношения //р, поскольку время релаксации в газах обратно пропорц. числу соударений молекул, а следовательно, давлению газа р. [c.656]

Рассмотрим в качестве иллюстрации следующую задачу в сосуд, в котором первоначально был вакуум, через малое отверстие врывается газ. Температура и давление в атмосфере То и Ро считаются постоянными. Требуется найти температуру газа в сосуде к моменту выравнивания давлений внутри и вне сосуда. Время релаксации температур гораздо больше времени выравнивания давления, и неравновесное по температуре состояние газа в сосуде с Т> То можно считать метаста-бильным за время измерения. Газ считаем совершенным. [c.119]

Найти коэффициенты теплопроводности и сдвиговой вязкости для стационарного состояния максвелл-больцмановского газа в г-приближении, считая градиенты температуры и скорости не зависящими от координат и время релаксации — постоянным. [c.543]

Необходимость перемешивания в задачах статистической физики была с большой глубиной подчеркнута в работах Н. С. Крылова [46]. В частности, в этой работе было показано, что, рассматривая процесс размешивания , мы получаем возможность естественным образом ввести и оценить время релаксации как тот промежуток времени, в течение которого достигается равномерное растекание изображающих точек по гиперповерхности постоянной энергии или по энергетическому слою. Мы лишены возможности в этой книге сколько-нибудь детально рассматривать содержание работы Н. С. Крылова и ограничимся, следуя [46], иллюстрацией его идей на примере идеального газа. [c.548]

Время релаксации поступательной и вращательной частей энергии молекулы сравнимо со временем прохождения газа сквозь скачок уплотнения, а колебательная часть имеет большее время релаксации. Это отражается на значениях физических констант газа и существенно изменяет процесс движения, влияя как на толщину скачка, так и на распределение скоростей и температур в нем. В настоящее время под руководством Г. Липмана разработана теория, основанная на кинетических соображениях. Толщина скачка, рассчитанная по этой теории, хорошо совпала с результатами экспериментов [c.648]

При учете передачи энергии неупругими соударениями молекул необходимо ввести две новые величины в выражения, полученные при пренебрежении неупругими соударениями молекул характеристическое время, требующееся для установления равновесия между энергией поступательных и внутренних степеней свободы (время релаксации), и поправку для коэффициента диффузии на резонансный обмен внутренней энергией (что наиболее важно для полярных газов). [c.68]

Теоретическое исследование влияния твердых частиц на устойчивость ламинарного потока было выполненво Михаелем [536], который развил метод, предложенный ранее Сэфменом [674]. Для описания системы было введено характерное время релаксации т(= 1/7 ), которое необходимо для приведения в соответствие скорости частиц и скорости газа. Если т мало по сравнению с масштабом характерного времени потока, то добавление пыли дестабилизирует поток, в то время как крупные частицы или большое т оказывают стабилизирующее влияние. Для плоскопараллельного потока смеси было выведено уравнение Орра — Зоммерфельда, с помощью которого иллюстрировались некоторые особенности, обусловленные присутствием частиц пыли. [c.357]

Источник света (конденсированная искра) и конденсатор питаются од ювремеино от одного источника. При определенном для данного источника света значении напряжения между электродами происходит разрядка конденсатора. В зависимости от расположения зеркал и 5., можно выбрать такой путь света от источника U до образца между обкладками конденсатора, при котором исчезает эффект Керра. Это означает, что время распространения света на этом пути равно времени релаксации. Опыты показывают, что длина этого пути равна 400 см, т. е. т 10 с. При таком процессе не учитывалось время пробоя газа. Более точное вычисление с учетом времени пробоя газа дает т 10" с. Это позволяет использовать ячейку Керза в качестве оптического затвора. [c.291]

Наиболее, важной особенностью эффекта Керра, обусловившей широкое его применение, является весьма малая инерционность. Это свойство ячейки Керра проверялось в остроумных опытах (схема опытов изображена на рис. 3.11), а в последующем детально исследовалось в большом количеспве экспериментов. Источник света (конденсированная искра) и конденсатор Керра получают напряжение от одного источника тока. Как только произошел пробой газа между электродами (искра) и возник связанный с этим пробоем импульс света, начинает постепенно исчезать эффект Керра, что вызвано релаксацией дипольных моментов. молекул. Системой зеркал можно удлинить путь от источника света до ячейки Керра. Опыты показали, что, пока свет проходит расстояние 400 см, все следы двойного лучепреломления успевают исчезнуть. Отсюда была найдена инерционность процесса, характеризуемая средним временем х 10 с. В последующих прецизионных опытах было учтено время пробоя газа и была установлена еще меньшая инерционность эффекта (г Г 10 с). Таким образом, открылась возможность создания практически безынерционного оптического затвора и тем самым были заложены основы физики очень быстрых процессов ( нано-секундная техника 1 не = 10 с).. За последнее время эта техника приобрела особое значение в связи с возможностью получения очень больших мощностей светового потока в лазерах. Действительно, если возбудить в твердотельном лазере импульс света с энергией 10 Дж и продолжительностью 10" с, то мощность такого импульса составит 10 кВт. Если же с помощью какого-либо быстродействующего устройства (например, ячейки Керра) заставить высветиться эту систему за время порядка 10 с, то мощность импульса составит уже 1 ГВт. Такие гигантские импульс обладают некоторыми совершенно новыми физическими свойствами. Использование подобных сверхмощных световых потоков играет большую роль в области бурно развивающейся нелинейной оптики, а также при решении различных технических задач. [c.123]

Вариационный принцип 209, 210 Вириальное разложение 29, 269, 272 Восприимчивость магнитйая 132 Время релаксации 21, 22 Вырождение, 79, 221, 233, 241 Вырожденный газ 79, 236—243 [c.308]

На практике с релаксационными эфсректами встречаются во многих случаях. В газах, например, приходится учитывать, что время установления термодинамического равновесия, или что то же самое — время релаксации, существенно зависит от того, какой вид энергии движения молекул участвует в процессе. Для поступательного движения атомов время релаксации определяется отношением длины свободного пробега молекулы газа к средней скорости молекул и оказывается меньше времени релаксации для вращательного движения молекул. В свою очередь, это время меньше времени релаксации для колебательного движения атомов в молекулах, которое меньше времени релаксации для химических реакций между молекулами и т. д. [c.117]

Принципиальное отличие результата проведенного Зоммер-фельдом (1928) расчета электропроводности в модели свободного электронного газа Ферми от более ранних моделей состоит в том, что в модели СЭГФ время релаксации определяется скоростями фермиевских электронов, поскольку только эти электроны могут менять импульс при столкновениях. Это означает, что в ранее полученной Друде формуле (3.8) следует заменить среднеквадратичную скорость Окв на Vp. Получим [c.53]

Электросопротивление Си при 273К равно 1,56-10 б Ом-см. Используя значение эффективной массы т = , 4т, рассчитайте а) время релаксации, б) среднюю длину пробега электронов проводимости. Сравните полученные данные с характеристиками фермиевских электронов для Си (в приближении свободного газа электронов Ферми). [c.123]

Таким образом, время релаксации поступательного движения по порядку величины равно среднему времени свободного пробега, приблизительно 10—15 столкновений требуется большинству газов для завершения процесса вращг-тельной релаксации. Исключение составляют легкие газа [c.129]

Пятое допущение справедливо в том случае, если зре-мена релаксации тепло- и массообмена газовой и твердой фаз малы по сравнению с характерным временем тенло-и массообмена. Так как времена релаксации тем меньше, чем меньше размер пор, то четвертое допущение справедливо, если среднестатистический размер пор достаточно нал. От этого допущения можно было бы вообще отказаться, если ввести коэффициенты объемной теплоотдачи ау и уравнения сохранения энергии для газа и компонентов твердой 4 азы в отдельности. Следует отметить, однако, что коэффициент теплоотдачи для химически реагирующих сред при н.1ли-чии гомогенных экзотермических реакций теряет физзче-ский смысл (см. 6.4). Кроме того, как правило, коэффициент объемной теплоотдачи определяется со значительной погрешностью, а разность температур твердой и газовой фаз при наиболее реальных значениях ау = 10 10 иВт/ [c.228]

Строгое теоретическое решение задачи тепло- и мас-сообмена при наличии химических реакций, особенно протекающих с конечными скоростями, чрезвычайно затруднено из-за необходимости учета взаимосвязанных процессов теплопередачи, диффузии и химических реакций, протекающих в условиях значительных градиентов температур, концентраций и скоростей. Поэтому во всех теоретических работах используются те или иные допущения, связанные с упрощением физической картцны процесса или математического решения. Обычно принимаются скорости химических реакций очень малыми (что позволяет считать поток химически замороженным) или бесконечно большими (система находится в равновесии) принимается постоянство физических свойств вещества или упрощенные зависимости свойств от определяющих параметров. Однако такой подход к анализу теплообмена в реальных аппаратах в ряде случаев неприменим, так как времена пребывания газа в каналах реактора и теплообменных аппаратов при параметрах второй стадии реакции диссоциации соизмеримы с временами химической релаксации. [c.50]

Конечно, использование уравнений параболического типа, как всегда, не дает возможности учесть время релаксации в каждой из фаз, связанное с конечной скоростью распространения в них тепла, и в предельном случае, при критерии Фурье Fo—>-0, система (3-7) не будет отражать действительности. Очевидно, можно будет сделать описание нестационарной теплопроводности дисперсной системы более тождественным при Fo—)-0,. применив систему гиперболических уравнений. Саму модель можно несколько усовершенствоаать, предусмотрев в ней сплошную прослойку газа около стенки. Этим, правда, мы поставим эту прослойку в исключительное положение по сравнению со всеми остальными прослойками газа, находящимися внутри [c.69]

В уравнениях (4-1)—(4-11) Л1, т], бф — давление, молекулярный вес, обобщенные коэффициенты теплопроводности, вязкости и толщина теплового пограничного слоя топочных газов г, Х з, у з — радиус, коэффициент теплопроводности и удельный вес золовых (сажистых) частиц Гд — град ент температуры внутри частицы Тф, Гз — температуры факела и поверхности отложений q — падающий на экран тепловой поток Е, 63, П — напряженность электрического поля, толщина слоя и пористость отложений р — доля частиц, заряды которых нескомпенсированы противоположными зарядами других таких же частиц бд, R, с, е, g, В, — диэлектрическая и универсальная газовая постоянная, скорость света, заряд электрона, ускорение тяжести, индукция земного магнитного поля, постоянная Больцмана v — число элементарных зарядов (зарядов электрона е), приходящихся на одну частицу / (v) — функция распределения числа элементарных зарядов по размерам частиц г tp — время релаксации частиц при турбулентных пульсациях топочных газов, определяющее длину пробега частиц V, (о,Ч — частота и период турбулентных пульсаций v , Уф — скорость распространения турбулентных пульсаций перпендикулярно стене и скорость топочных газов v — степень турбулентности. [c.117]

Скорость звука с определяется структурой среды и взаимодействием между молекулами, поэтому измерения её величины дают сведения о равновесной структуре жидкостей и газов. По скорости звука можно определить адиабатич. сжимаемость вещества, отношение темплоёмкостей, модули упругости твёрдого тела и др. Данные измерения скорости звука позволяют судить о составе газовых и жидких смесей, в т. ч. и растворов. Данные по поглощению звука позволяют определять коэф. сдвиговой н объёмной вязкости, времена релаксации и др. параметры. [c.193]

ТО в спектральном контуре поглощения (усиления) этой волны образуется провал на частоте Длительность существования провала определяется временем жизни частиц на возбуждённом уровне. Перестройкой частоты пробного пучка удаётся измерить естеств. форму линий перехода, совпадающую с формой провала в насыщенном спектре поглощения (усиления) и обычно скрытую неоднородным (в газе — доплеровским) уширением. Этим методом можно также определить времена релаксации двухуровневой системы, Т. о., Н. с. позволяет измерять параметры одиночного оптич. резонанса, не поддающиеся измерению методами линейной спектроскопии. Циркулярно поляризованная волна накачки может индуцировать в среде гиротропию для пробной световой волны. [c.306]

Время релаксации зависит от ыикроскопич. свойств вещества, таких, напр., как число соударений молекул газа в единицу времени и эффективности передачи энергии при этих соударениях. В газе при заданной темп-ре время релаксации прямо пропорционально числу соударений, необходимых для возбуждения соответствующих степеней свободы. Напр., при нормальных условиях в газе для возбуждения вращат. степеней свободы молекул обычно достаточно 100 соударений, а для возбуждеяия колебат. степени свободы нужно 10 —10 соударений. Это означает, что величина х для колебат. релаксации гораздо больше, чем для вращательной. Время релаксации зависит от давления и темп-ры. Так, в газах обычно х л. /p, где А — давле- [c.329]

В жидкостях времена релаксации значительно меньше, чем в газах, т. к. все процессы Ьерестройки жидкостей совершаются быстрее. Поэтому в большинстве жидкостей частота Р. а. лежит в области гиперзвука. [c.330]

Другой механизм влияния электрич. поля на оптич. свойства вещества связан с определ. ориентацией в поле молекул, обладающих постоянным дипольным моментом или анизотропией поляризуемости. В результате у первоначально изотропного ансамбля молекул появляются свойства одноосного кристалла. Характерное время ориентационных процессов колеблется от 10 —10 с для газов и чистых жидкостей до 10 с и больше для коллоидных растворов, молекул, аэрозолей и т. п. Особенно сильно выражен ориентационный эффект в жидких к р и с т а л л а X (время релаксации 10" с), в них наблюдается целый ряд электрооптич. эффектов. В твёрдых телах при наложении электрич, поля наблюдается появление оптической анизотропии, обусловлен, установлением различий в ср. расстояниях между частицами решётки вдоль и поперёк поля (стрикционный эффект). Как ориентационный, так и стрикционный эффекты не только дают существ, вклад в эффект Керра, но и приводят к изменению интенсивности и деполяризации рассеянного света под влиянием электрич, поля (т. н. дитин дализм). [c.589]

Первый из этих экспериментов был поставлен Гей-Люссаком. Газ из сосуда А (рис. 23) в результате открывания крана В вырывается в сосуд С, который первоначально был откачан, причем весь процесс происходит в условиях теплоизоляции. По прошествии некоторого времени (большего, чем время релаксации давления, но меньшего характерного времени теплопроводности сквозь теплоизолируюшие стенки) в сосудах установится термодинамическое равновесие и может быть измерено изменение температуры 72 — Т). В опытах Гей-Люссака в пределах погрешности опыта оказалось, что 72 = Т. Легко видеть, что отсюда следует независимость внутренней энергии от объема. Действительно, поскольку процесс Гей-Люссака адиабатический и протекает без совершения работы против внешних сил (газ расширяется в пустоту), то внутренняя энергия остается постоянной [c.60]

Аналогичным рассуждением можно определить и время релаксации температуры = тСр/ Алгк), понимая под ним время, необходимое для уменьшения в процессе теплоотдачи начально заданной разности То Т — Т меящу температурами газа и твердой частицы в е раз т — масса частицы, е— ее радиус, Ср и к — соответственно теплоемкость при постоянном давлении и [c.713]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...