Кинетическая теория неидеальных газов

Кинетическая теория неидеальных газов [c.197]

В качестве простого примера напомним, что в кинетической теории неидеальных классических газов величина T r,t) = 1/где (3 — параметр, сопряженный средней плотности энергии, уже не имеет смысла локальной температуры, если неравновесное состояние характеризуется не только плотностями сохраняющихся переменных, но и одночастичной функцией распределения (см. раздел 3.3.4 первого тома). [c.281]

Мы начнем с подхода к кинетической теории, основанного на последовательном разложении кинетического уравнения по степеням плотности. Этот подход, получивший название групповых разложений, аналогичен хорошо известному методу вириаль-ных разложений термодинамических величин в равновесной статистической механике неидеальных газов [124]. Для простоты будем считать, что частицы не обладают внутренними степенями свободы. Мы не будем также рассматривать связанные состояния или составные частицы, которые могут образовываться благодаря притягивающей части потенциала взаимодействия. Строго говоря, подобная модель описывает только инертные газы (гелий, аргон и т.д.), но в некоторых случаях возможно ее обобщение на молекулярные газы путем введения дополнительного аргумента у одночастичной функции распределения, учитывающего внутренние состояния молекулы [78]. Проблема связанных состояний в кинетической теории значительно более сложна, поскольку при рассмотрении многочастичных процессов рассеяния нужно, вообще говоря, учитывать квантовые эффекты [105]. [c.164]

В главе 5 было показано, что линейная реакция многочастичных систем на механические и термические возмущения описывается обобщенными восприимчивостями и кинетическими коэффициентами, которые связаны с равновесными временными корреляционными функциями и запаздывающими функциями Грина. В общем случае кинетические коэффициенты выражаются через корреляционные функции в квази-равновесном ансамбле (см. главу 2). Для слабо неидеальных газов интересующие нас величины можно вычислить элементарными методами, используя теорию возмущений по слабому взаимодействию или плотности. Однако во многих задачах корреляционные эффекты и взаимодействие отнюдь не малы, поэтому приходится суммировать бесконечные последовательности членов в рядах теории возмущений. В таких случаях необходимы более мощные методы, позволяющие, в принципе, производить подобное суммирование. [c.8]

Неидеальная плазма характеризуется значительным вкладом эффектов межчастичного взаимодействия — неидеальности. Поясним это понятие. При малых плотностях низкотемпературная частично ионизованная плазма может рассматриваться как смесь идеальных газов электронов, ионов и нейтральных атомов. Частицы движутся с тепловыми скоростями, лишь изредка сталкиваясь друг с другом. При повышении плотности средние расстояния между частицами уменьшаются и все большее время частицы начинают проводить, взаимодействуя друг с другом. При этом возрастает средняя энергия взаимодействия между частицами. Когда средняя энергия межчастичного взаимодействия оказывается сопоставимой с характерной кинетической энергией теплового движения, плазма становится неидеальной. Свойства такой плазмы перестают описываться простыми соотношениями теории идеальных газов и плазмы и становятся весьма необычными. [c.338]

В указанном виде эта теорема очень полезна в кинетической теории газов. Так, например, из нее можно очень просто вывести закон Бойля для идеальных газов (см. Lindsay, Physi al Statisti s, стр. 70). Практически нам часто бывает нужно уравнение состояния для неидеальных газов. В этом случае силы Fi будут состоять не только из реакций связей, заставляющих газ оставаться внутри сосуда, но также из сил взаимодействия между молекулами. [c.85]

Неравновесные корреляции, связанные с сохранением энергии. Мы уже говорили в разделах 3.3.4 и 4.3.3, что закон сохранения энергии в кинетической теории требует особого внимания, поскольку, с одной стороны, энергия является интегралом движения и поэтому должна быть включена в набор базисных динамических переменных, но, с другой стороны, среднее значение энергии зависит как от одночастичной, так и от двухчастичной функции распределения. Иначе говоря, баланс энергии определяется не только эволюцией одночастичной функции распределения, но и динамикой корреляций. Напомним, что учет корреляций, связанных с сохранением энергии, является, по существу, основной идеей кинетической теории Энскога для плотных и сильно взаимодействующих систем. На первый взгляд кажется, что для слабо неидеальных газов учет неравновесных корреляций не столь важен, во всяком случае, — в борновском приближении для интеграла столкновений. В марковском режиме эта точка зрения подтверждается нашим анализом, проведенным в разделе 4.3.4. Действительно, мы видели, что интеграл столкновений (4.3.58) совпадает с интегралом столкновений Улинга-Уленбека, если пренебречь вкладом корреляций в двухчастичную матрицу плотности. Как выяснится позже, в немарковском режиме ситуация меняется и корреляции, связанные с законом сохранения энергии, дают вклад в интеграл столкновений уже в борновском приближении. Более того, мы покажем, что именно учет корреляций обеспечивает существование равновесного решения немарковского кинетического уравнения ). [c.314]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...