Диффузия молекул газа

Газовая диффузия. Молекулы газа или жидкости находятся в постоянном движении, и их средняя кинетическая энергия зависит только от температуры. Эта кинетическая энергия равна половине произведения массы молекулы на квадрат её скорости. Молекулы разной массы при одинако- В0Й кинетической энергии должны иметь разные скорости, а щенно скорость легкой молекулы будет в среднем..больше [c.184]

При высоких давлениях и температурах определяющим звеном и механизмом становится диффузия, в частности диффузия через восстановленный слой металла или низшего окисла. В зависимости от состояния восстановленного слоя может осуществляться диффузия молекул газа восстановителя и в обратном направлении газовых продуктов реакции. При плотной кристаллической структуре восстановленного слоя осуществляется диф-. фузия ионов Fe + и Ре + к зоне реагирования. Диффузионный механизм характерен для низа шахты и распара. [c.509]

Таким образом, расстояние а—б, на которое продвинутся вдоль капилляра молекулы СОг, пока молекулы Са(ОН) перемещаются от стенки капилляра к поверхности пленки, не превышает 100 мкм. На участке капилляра б—в верхний слой жидкости содержит Са(ОН) , поэтому углекислый газ растворяясь немедленно вступает в химическую реакцию. Скорость поглощения СОг на этом участке зависит от длины пути диффузии молекул газа к поверхности жидкости. Длина участка б—в приблизительно равна-радиусу капилляра, не заполненного жидкостью, т. е. находится в пределах от 0,1 до 1000 мкм. [c.99]

Френеля звуковых волн 167 Диффузия молекул газа 329 Длина свободного пробега 309, 328 [c.715]

При диффузии в газах легких частиц или частиц, чья масса сравнима с массой собственных молекул газа, интервал АЬ проще всего выбрать порядка времени корреляции, которое, как мы говорили, примерно равно времени свободного пробега, т. Из решения задачи 1.5 мы знаем, далее, что средний квадрат перемещения [c.207]

Если же речь идет о диффузии небольшой примеси тяжелых (по сравнению с молекулами газа) частиц, то мы видели, что нужно выбирать М/т, где т—среднее время между двумя последо- [c.207]

Способностью к диффузии обладают мельчайшие частицы вещества (отдельные молекулы, атомы или ионы), а также более крупные частицы, хорошо видимые в микроскоп, находящиеся среди молекул газа или жидкости и участвующие в броуновском движении. [c.80]

Наибольшее значение коэффициента диффузии имеет место в газах. Если бы диффузия в газах определялась только скоростью теплового движения, то она протекала бы почти мгновенно, так как эта скорость составляет сотни метров в секунду. Процесс диффузии происходит значительно медленнее, потому что молекулы газа перемещаются из одной точки в другую, не слишком близкую к первой, не прямолинейно, а зигзагообразно вследствие столкновений с другими молекулами. Таким образом, скорость [c.82]

Для газа числовое значение коэффициентов диффузии и вязкости имеет один порядок, поэтому РГд 1. Иначе обстоит дело в жидкостях. Коэффициент кинематической вязкости подвижных жидкостей типа воды составляет около 10 см /с. Коэффициент диффузии молекул и ионов в водных растворах имеет порядок D = 10" см с, макромолекул —D— 10 см /с. Поэтому в воде и сходных жидкостях будет РГд 10. При возрастании вязкости коэффициент диффузии уменьшается по закону [c.237]

В ряде случаев концентрация свободных носителей заряда может достигать очень больших значений. Это обычно может происходить, например, при воздействии ионизирующих излучений рентгеновских и гамма-лучей, потоков нейтронов и т.п. Заряженные ионы, так же,как и окружающие их не имеющие электрического заряда молекулы газа, совершают беспорядочные тепловые движения, и вследствие диффузии происходит выравнивание концентрации ионов в газе. При встрече положительных и отрицательных ионов происходит их рекомбинация. В стационарном случае, когда число ионов не изменяется с течением времени, между процессами генерации и рекомбинации заряженных частиц устанавливается динамическое равновесие. [c.102]

При этом в газах перенос энергии осуществляется путем диффузии молекул и атомов, а в жидкостях и твердых телах-диэлектриках — путем упругих волн. В металлах перенос энергии в основном осуществляется путем диффузии свободных электронов, а роль упругих колебаний кристаллической решетки здесь второстепенна. [c.8]

Из кинетической теории газов следует, что коэффициент диффузии D связан с характеристиками хаотического движения молекул газа [c.27]

Как мы видели, при повышенных температурах атомы кристаллической решетки и примеси в ней приобретают способность хаотически двигаться по объему решетки подобно молекулам газа. Различие состоит в том, что длина свободного пробега атомов в кристалле практически равна межатомному расстоянию (К а), так как перескок атома при диффузии происходит из данного узла (междоузлия) в соседний. Кроме того, решетка несколько ограничивает характер хаотического движения атомов, вследствие чего в (1.23) коэффициент 1/3 должен быть заменен некоторым коэффициентом а, зависящим от геометрии решетки и механизма диффузии. Наконец, роль х для кристалла должно играть эффективное время оседлой жизни-атома 0. Учитывая все это, (1.23) применительно к диффузии в кристаллах необходимо переписать следующим образом [c.27]

Для получения остаточного давления в рабочей камере установок для тепловой микроскопии 10 —10 мм рт. ст. и ниже, как правило, применяют пароструйные диффузионные насосы. Принцип работы пароструйных насосов основан на использовании откачивающего действия струи пара, находящейся в насосе жидкости. Молекулы газа, попадающие в струю пара со стороны откачивающего патрубка, в результате диффузии увлекаются струей пара и перемещаются в сторону выбрасывающего патрубка, соединенного с форвакуумным насосом. В качестве рабочей жидкости, заливаемой внутрь корпуса пароструйного насоса и нагреваемой до температуры кипения, применяют специальные вакуумные масла, обладающие низким давлением паров (порядка 10 мм рт. ст.), сложные эфиры или ртуть. [c.44]

Падение давления паровой компоненты в направлении от поверхности капель и обусловливает диффузию молекул пара от этой поверхности. Падение давления газовой компоненты смеси в направлении, нормальном к поверхности капель, вызывает диффузию газа в направлении, обратном диффузии пара. Однако диффузия газа полностью компенсируется направленным потоком парогазовой смеси, так что результирующий поток газов, нормальный к поверхности капель, равен нулю, а паровой поток, направленный от поверхности капель, возрастает по сравнению с потоком, обусловленным только диффузией пара при данной разности его парциальных давлений. Так как размеры капель обычно невелики, то у их поверхности поле парциальных давлений пара практически мало зависит от аэродинамических условий. В этом случае в переносе частиц пара от поверхности капель основную роль играет молекулярная диффузия. Поэтому интенсивность теплообмена между парогазовой смесью и каплями жидкости (интенсивность испарения последних) зависит от скорости переноса частиц [c.48]

Следует также иметь в виду, что значения D, приведенные в таблице относятся к температуре 0°С. С увеличением температуры газа значения D возрастают, поскольку тепловое движение молекул становится более быстрым. Коэффициент диффузии идеальных газов обычно принимается пропорциональным абсолютной температуре в степени п = = 1,5. Для реальных газов показатель степени п несколько больше и, как показывает опыт, достигает 1,7, а для паров доходит до 2,0. [c.72]

В отсутствие макроскопического движения среды диффузия молекул (атомов) определяется их тепловым движением. При наличии в среде стационарных перепадов температуры, электрических полей и т.п. диффузия приводит к установлению равновесного распределения концентраций, характеризуемого соответствующими градиентами термодиффузия, электродиффузия и т.п.). В однородной системе (газ, жидкость) при молекулярной диффузии в отсутствие внешних воздействий диффузионный поток (поток массы) пропорционален градиенту его концентрации. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии. Последний зависит от строения и структуры взаимодействующих веществ и особенно сильно — от температуры. [c.109]

Перенос растворов электролитов через полимерные материалы в виде свободных молекул воды и электролита протекает легче всего. Независимая диффузия молекул воды и электролита в полимере осуществляется по механизму, аналогичному для паров и газов. Однако при определенной форме связывания воды и электролита в полимере может возникнуть другая кинетическая единица, обеспечивающая массоперенос ионы электролита. При сильном увлажнении в полимерном материале могут образоваться непрерывные цепочки из агрегатов воды, как бы водяные каналы, по которым ионы электролита перемещаются с коэффициентом диффузии, близким к коэффициенту диффузии электролита в воде [97, 100]. [c.52]

При М>10 температура торможения столь велика, что начинается диссоциация молекул газа. Когда температура относительно еще невелика, а скорости течения весьма значительны, характерное время рекомбинации молекул и атомов можно считать большим по сравнению с характерным временем турбулентной диффузии. [c.309]

В смесителях с диффузионным механизмом смешивания частицы отдельных компонентов под действием внешних сил начинают перераспределяться наподобие молекул при диффузии в газах. В этом случае необходимо создать разреженные слои смешиваемого материала путем вибрации или псевдоожижения. [c.131]

В газовых смесях дополнительное поглощение может быть обусловлено взаимной диффузией молекул газа при этом более легкие молекулы диффундируют из участков сжатия звуковой волны в участки разрежения. При этом происходит необратимый процесс перехода энергии звуковой волны в тепловую. Теоретическое рассмотрение этого процесса дано в работе Рокара [1742], согласно которому коэффициент поглощения ад, обусловленный диффузией, по порядку величины примерно равен а, и растет пропорционально Р (см. также работы Мейкснера [13401 и Шапошникова и Гольдберга 14993]). [c.329]

Характер теплового движения молекул в жидкостях сложнее, чем в твердых телах. Согласно упрощенной, но, по-видимому, качественно верной модели, тепловые движения молекул жидкости представляют нерегулярные колебания относительно некоторых центров. Кинетическая энергия колебаний отдельных молекул в какие-то моменты может оказаться достаточной для иреодоления межмолекулярных связей. Тогда эти молекулы получают возможность скачком перейти в окружение других молекул, тем самым поменяв центр колебаний. Таким образом, каждая молекула некоторое время называемое временш оседлой жизни , находится в упорядоченном строю с несколькими ближайшими соседками . Совершив перескок, молекула жидкости оказывается среди новых молекул, выстроенных уже другим образом. Поэтому в жидкости наблюдается только ближний порядок в расположении молекул. Скачки молекул совершаются хаотически, новое место никак не предопределено прежним. Непрерывно и в большом количестве совершающиеся скачкообразные переходы молекул с места на место обеспечивают диффузию молекул и текучесть жидкостей. Если на границе жидкости приложена сдвигающая сила, то, как и в газах, появляется преимущественная направленность скачков и возникает течение жидкости в направлении силы. [c.11]

С повышением температуры теилоироводиость газов возрастает. Среди них резко выделяются гелий и водород, теплопроводность которых в 5—10 раз больше всле.дствие малой молекулярной массы, а следовательно, большей скорости диффузии молекул. [c.66]

Для эжекторов с разными веществами, предназначенных, как правило, для создания и поддержания вакуума, наиболее существенным является предельно достижимое разрежение. Если в рассмотренной выше схеме эжектора с одним веществом давление во всасывающем паттрубке I (рис. 10-22) могло быть либо выше, либо в крайнем случае равно давлению в камере смешения, определяемому давлением струи, выходящей из сопла, то в эжекторах с разными веществами данление в откачиваемом пространстве может быть ниже давления в камере смешения. В этом случае подсос газа вызывается диффузией молекул из пространства, где концентрация молекул данного газа велика, в пространство струи, где концентрация этих молекул незначительна из-за их непрерывного уноса струей. Встречная диффузия паров рабочего вещества вследствие направленного движения струи мала кроме того, диффузия ограничивается специальными приспособлениями. Так, часть рабочего вещества, которая проникает в трубопровод, ведущий к откачиваемому пространству, на своем лути конденсируется в специальных охлаждаемых ловушках. [c.376]

Теплопроводность опре деляется тепловым движением микрочастиц тела, т. е. движением микроструктурных частиц вещества (молекул, атомов, ионов, электронов). Обмен энергией между движущимися частицами происходит в результате непосредственных столкновений их при этом молекулы более нагретой части тела, обладающие большей энергией, сообщают долю ее соседним частицам, энергия которых меньше. В газах перенос энергии происходит путем диффузии молекул и атомов, в жидкостях и твердых диэлектриках — путем упругих волн. В металлах перенос энергии осуществляется колеблющимися ионами решетки и диффузией свободных электронов ( электронным газом ) значение упругих колебаний кристаллической рещетки в этом случае не имеет большого значения. [c.134]

Испарение жидкости со свободной поверхности вызывается тепло- гзым движением молекул жидкости. Молекулы, обладаюпхие энергией достаточной для преодоления сил сцепления, вырываются иг поверх-постного слоя жидкости в окружающую среду. Часть молекул в результате столкновения между собой и молекулами газа отражается к поверхности испарения, где вновь происходит отражение или поглощение. Другая часть испущенных молекул молекулярной диффузией и конвекцией распространяется в окружающей среде и окончательно теряется жидкостью. [c.344]

Плато на кривых за1Висимости напряжения от скорости роста трещины соответствуют, очевидно, максимальной скорости, с которой вода может диффундировать к вершине трещины. Если это так, то скорость, при которой образуется плато, и скорость диффузии должны коррелировать по крайней мрре по порядку величины. Из результатов эксперимента Ирвина следует, что вершина трещины имеет размер 5—20 А и на расстоянии 0,1 мм от нее глубина раскрытия трещины меньше, чем длина свободного пробега молекул газа. Поэтому молекулы воды могут достигать вершины трещины только в результате поверхностной диффузии. Объединив уравнения (2) и (3), получаем [c.103]

Диффузия в газах. В газах Д. определяется ср. длиной свободного пробега I молекул, к-рая значительно больше ср. расстояния между ними. Козфф. Д. для газа где v — ср. скорость теплового [c.687]

ПАРАДОКС ОБРАТИМОСТИ в статистической физике — кажущееся противоречие между обратимым характером движения молекул газа и очевидной необратимостью процессов нереноса (теплопроводности, вязкости, диффузии). П. о. был сформулирован Й, Лошмидтом (J, Los haiidt) в 1876 как возражение против Больцмана Н-теоремы для кинетич. ур-ния газа, из к-рого следует, что //-функция Больцмана не может возрастать (1—2]. [c.529]

Упругие С. а. в газах иля слабоиоинзов. плазме определяются переноса процессами. Испытываемые частицами С. а.— акты рассеяния на др. частицах — препятствуют их свободному движению. Наиб, существенно на перемещение частицы влияют те С. а., в к-рых направление её двнжевня заметно меняется. Поэтому коэф. диффузии (перенос частиц), вязкости (перенос импульса), теплопроводности (перенос энергии) и др. коэф. переноса газа выражаются через эфф. сечение рассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионов связана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большие углы, а подвижность электронов в газе или электропроводность слабоионизов. плазмы — с сечением рассеяния электрона на атоме или молекуле газа. [c.691]

На основании проведенных исследований этому явлению можно дать следующее объяснение. Хотя диффузия двойной газовой смеси критического состава не должна протекать, но при наличии значительной разницы в концентрациях двух смесей на границе их соприкосновения происходит постепенное изменение состава газа — размывание . Чем больше подвижность молекул, тем быстрее при одном и том же градиенте концентраций будет происходить размывание пограничного слоя, отход от критической концентрации, а следовательно, и отход от нулевой скорости диффузии. Только в пределе при нулевом градиенте концентраций диффузия не протекала бы. Так как подвижность молекул газа даже при этих повышенных давлениях, вероятно, на три порядка больше, чем в жидкостях, то продолжительность опыта в 4 час, как в данном примере, равносильна продолжительности диффузии в жидкостях в 4000 час. При этом, как и в случае расслаивающихся жидкостей, можно утвер- [c.140]

Из молекулярно-кинетической теории газов следует, что коэффициент диффузии зависит от средней скорости теплового движения молекул V. Однако, если бы диффузия в газах определялась только скоростью теплового движения молекул, то она протекала бы почти мгновенно, так как величина v измеряется сотнями м1сек. [c.72]

Между тем диффузия протекает вовсе не мгновенно, так как молекулы газа перемещаются из одной точки в другую, не слишком близкую к первой, не прямолинейно сталкиваясь с другими молекулами, они совершают зигзагообразный путь, несравненно более длинный, чем расстояние между указанными точками. Другими словами, коэффициент D мвисит также от средней длины я, свободного пробега молекз л [c.72]

Диффузия молекул в полимерах отличается от диффузии в кристаллических веществах. Отличия обусловлены большими размерами и массой молекул полимеров и их малой тепловой энергией. С процессом диффузш связаны структурные изменения в материалах, которые могут ухудшать их физические и механические свойства. Диффузия в значительной степени определяет кинетику физико-химических процессов, обусловливающих разрушение материалов, ползучесть, старение, коррозию и др. Адсорбция газов или жидкостей из внешней среды приводит к ухудшению диэлектрических свойств изоляционных материалов, понижает прочность металлов и изменяет другие свойства. [c.110]

Ди Бенедетто и Пауль предложили термодинамическую и молекулярную теорию газовой диффузии в аморфных полимерах [50]. Аморфный полимер рассматривают как гипотетическое тело, состоящее из независимых N кинетических единиц (центровых сегментов), а сорбированную молекулу газа в полимере — как трехмерный гармонический осциллятор, находящийся в потенциальной яме внутри пучка параллельно расположенных сегментов макромолекул. Диффузионному перемещению газовой молекулы предшествует отделение четырех соседних сегментов на достаточное расстояние и образование цилиндрической дырки . Одна степень свободы колебательного движения заменяется на степень свободы поступательного движения и молекула перемещается по образовавшейся полости. [c.32]

Наличие порогового коэффициента интенсивности напряжений Kis в рамках описанной математической модели можно объяснить так. С уменьшением коэффициента Ki уменьшается раскрытие трещины 2vq (wo 7(i) и уменьшается поток протонов Q, поступающих в металл (Q = г Ио)- С уменьшением раскрытия трещины становится существенной вязкость газа (или жидкости). Напомним, что расход вязкой жидкости через узкую плоскую щель прямо пропорционален кубу ширины щели и обратно пропорционален длине щели. Как только раскрытие трещины 2vq становится сравнимым с длиной свободного пробега молекул окружающего газа, механизм движения газа.в полости трещины резко изменяется (вместо гидродинамического механизма— кнудсеновская диффузия разреженного газа). [c.385]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...