Cтраница 1
Конечность размеров молекул, помимо учета нецентральных столкновений, и наличие сил взаимодействия между молекулами можно учесть, как будет показано ниже, уравнением состояния типа Ван-дер - Ваальса и некоторыми дополнительными поправками. [1]
Поправка, обусловленная конечностью размеров молекул. [2]
В кинетической теории газов причиной рассеяния частиц газа и искривления их траекторий является факт конечности размеров молекул. В случае твердого тела длина свободного пробега обусловлена нарушениями правильности его кристаллической решетки. Причиной нарушения периодичности решетки могут быть как различные дефекты кристалла, так и сами фононы. Когда атом отклоняется от своего равновесного положения при прохождении фонона, то другой фонон, встречая отклоненный атом, испытывает сильное столкновение и резко меняет свой путь точно так же, как если бы на пути фонона встретился примесный атом. Так сами фононы мешают своему собственному движению. [3]
В дальнейшем мы будем рассматривать ъь с более общей точки зрения, которая применима ко всем газам. Несмотря на то, что в теории одноатомного газа предполагается, что объемная вязкость возникает из-за конечности размеров молекул, имеющийся экспериментальный материал показывает, что она проявляется гораздо более существенно в тех случаях, когда молекулы, кроме трех поступательных степеней свободы, которыми обладают центральные силовые поля, имеют еще дополнительные степени свободы. Однако и в теории и в экспериментах основные отклонения от уравнения состояния идеального газа ( р pRT) получаются из-за сложности модели молекулы. [4]
В литературе известен ряд подходов к теории явлений переноса в умеренно плотных газах и жидкостях. Еще в 1922 г. Энског [4], модифицировав уравнение Больцмана на случай твердых непроницаемых сфер ( чтобы учесть влияние конечности размеров молекул и многочастичные столкновения) и решив это уравнение, получил широко известное теперь выражение для коэффициентов переноса в плотных газах. [5]
Примечательно то, что уравнение состояния для конденсированного газа отличается от простого уравнения р - pRT, которое справедливо как в изоэнтропическом, так и в не-изоэнтропическом течении достаточно разреженного газа. Когда газ движется, возникает новое явление, называемое вязкостью сжатия или объемной вязкостью, которое представляет собой прямое следствие конечности размеров молекул. [6]
Как уже отмечалось, действительные или реальные газы не вполне точно подчиняются закону Бойля-Мариотта. Обнаруженные членом Российской Академии наук Даниилом Бернулли отклонения сильно сжатых газов от закона Бойля были впервые правильно объяснены М. В. Ломоносовым, который показал, что вследствие вещественности и конечности размеров молекул отношение плотностей сжатых газов не равно отношению давлений. [7]
В целом эта теория не такая уж спорная, как может показаться на первый взгляд. IV-8 исследования электрокинетических явлений показывают, что диффузный слой состоит из неподвижного слоя ( хотя и определяемого несколько иначе, чем плотный слой Штерна) и подвижного слоя. Теория Штерна позволяет учесть конечность размеров молекул и некулоновские силы ( вандерваальсовы и специфического взаимодействия), которые могут возникать между поверхностью и ближайшими молекулами растворенного вещества. Имеются и другие пути учета этих факторов. Например, в теории межионного взаимодействия конечность размеров молекул учитывается обрезанием поля на радиусе, соответствующем расстоянию максимального сближения, которое рассматривается как сумма двух ионных радиусов. [8]
Дипольный момент, индуцируемый в молекуле, определяется значением напряженности поля Е не в одной точке, а в области с размерами, сопоставимыми с протяженностью молекулы. То же заключение относится, очевидно, и к связи между Е и вектором индукции D. Таким образом, вследствие конечности размеров молекул связь между Е и D оказывается нелокальной, т.е. значение D в какой-либо точке зависит от значений вектора Е в некоторой ее окрестности. [9]
В целом эта теория не такая уж спорная, как может показаться на первый взгляд. IV-8 исследования электрокинетических явлений показывают, что диффузный слой состоит из неподвижного слоя ( хотя и определяемого несколько иначе, чем плотный слой Штерна) и подвижного слоя. Теория Штерна позволяет учесть конечность размеров молекул и некулоновские силы ( вандерваальсовы и специфического взаимодействия), которые могут возникать между поверхностью и ближайшими молекулами растворенного вещества. Имеются и другие пути учета этих факторов. Например, в теории межионного взаимодействия конечность размеров молекул учитывается обрезанием поля на радиусе, соответствующем расстоянию максимального сближения, которое рассматривается как сумма двух ионных радиусов. [10]