Направление - движение - молекула
Cтраница 4
Как известно, газ можно представить в виде множества молекул, движущихся прямолинейно во всех направлениях. При своем движении молекулы неразреженного газа непрерывно сталкиваются друг с другом. В результате столкновений скорости и направления движения молекул изменяются. По мере уменьшения давления соударения молекул происходят все реже и реже. [46]
 |
Зависимость потенциальной анергии молекул и силы взаимодействия между молекулами от расстояния между их центрами. [47] |
Модель газа, в которой полностью игнорируют силы притяжения между молекулами, на-зывается совершенным газом. Полагают, что молекулы совершенного газа движутся равномерно и прямолинейно до столкновения. Под столкновением понимают резкое изменение направления движения молекул под действием сил отталкивания, возникающих при сближении молекул. [48]
Со случайным распределением скоростей молекул связано расширение спектральной линии, обусловленное эффектом Допплера. Известно, что частота, излучаемая движущимися молекулами, в общем случае зависит от их скорости. Эффект Допплера проявляется наиболее сильно, если направление движения молекулы совпадает с направлением распространения электромагнитных волн в резонаторе, и весьма слабо, если молекулы движутся параллельно фронту волны. [49]
Направления диффузионных перемещений в пространстве не беспорядочны. Движение молекулы А оказывает влияние на относительное движение всех соседних молекул В. Это означает, что если положение А считается стационарным, направление движения молекул В в пространстве не может рассматриваться как независимое беспорядочное движение. [50]
Почему же при столь больших скоростях движения процессы свободного диффузионного перемешивания газов ( перенос массы) в действительности проходят очень медленно. Это объясняется тем, что свободному тепловому движению молекул и атомов препятствуют столкновения между ними, что приводит к многократным изменениям направления движения молекул в газе. И наоборот, чем разреженнее газ, тем меньше происходит соударений между его молекулами в единицу времени. [51]
Очевидно, что при измерении коэффициентов диффузии методами сорбции, интерференции, растворения частиц: [1] учитывается траектория движения диффундирующих молекул, охватывающая практически всю толщину полимерного гетерогенного материала. Движущаяся частица как бы в траектории своего движения запасает информацию о тех структ / рных неоднородностях полимерной среды, встречающихся на ее пути. В использованном нами подходе к анализу коэффициентов диффузии увеличение пути диффундирующей частицы, связанное с наличием непроницаемых частиц дисперсной фазы, мы отождествляем с изменением вероятности появления микрополости в направлении движения молекул. [53]
В условиях высокого вакуума по пару молекулы пара в парогазовой смеси практически не сталкиваются между собой, но могут сталкиваться с молекулами неконденсирующегося газа. Представим себе сосуд, в котором молекулы пара испытывают значительно больше столкновений с молекулами неконденсирующегося газа, чем между собой, причем средняя длина свободного пробега молекул газа меньше характерного размера сосуда. В этом случае каждая молекула пара, поступившая в объем конденсатора, прежде чем достигнуть охлаждаемой поверхности, претерпевает несколько столкновений с газовыми молекулами. Такие столкновения вызывают изменение направления движения молекулы пара, и траектория ее пути к стенке сосуда представляет собой многократно изломанную линию. Независимо от того, каково было направление движения молекулы пара при поступлении в объем конденсатора, соударения с газовыми молекулами приводят к полной потере начальной ориентировки, и вызывают нарушение линейного закона распределения конденсата на охлаждаемой поверхности. [54]
В газах типичный механизм неоднородного уширения связан с движением атомов и называется доплеровским ушире-нием. Чтобы проиллюстрировать этот тип уширения, рассмотрим молекулу, которая движется в поле электромагнитного излучения, имеющего частоту v ( причем эта частота измеряется в лаб. Обозначим через v составляющую скорости молекулы ( измеряемую в той же лаб. Тогда частота волны v, измеряемая в системе координат движущегося атома, равна v v [ l ( У / С) ] ( эффект Доплера), причем знак минус или плюс выбирается в зависимости от того, совпадают ли направления движения молекулы и распространения электромагнитной волны, или они направлены в противоположные стороны. Действительно, хорошо известно, что, если молекула движется навстречу волне, частота v, наблюдаемая в системе координат атома, всегда больше частоты v, наблюдаемой в лаб. [55]
Молекулы газа, которые находятся в слое, прилегающем к верхней пластине, могут адсорбироваться пластиной и некоторое время двигаться по ее поверхности. Когда они снова перейдут в газ, их средняя кинетическая энергия должна соответствовать температуре пластины и быть больше средней энергии молекул газа в слое, прилегающем к пластине. Следовательно, молекулы, перешедшие с пластины в газ, будут при столкновениях передавать молекулам прилегающего слоя некоторую часть энергии, заимствованной ими от нагретой пластины. Поскольку все направления движения молекул равновероятны, постольку некоторые молекулы, увеличившие свою энергию путем столкновений, будут проникать в нижние слои и передавать часть своей энергии находящимся там молекулам. С другой стороны, молекулы нижних менее нагретых слоев, проникая в верхние слои, станут привносить с собой в среднем энергию, меньшую чем энергия слоя, в который они приходят. [56]
Страницы: 1 2 3 4