Cтраница 1
Теплопроводность идеальных газов связана с вязкостью, поэтому зависимости теплопроводности от температуры и давления аналогичны соответствующим зависимостям для вязкости. В газовых смесях при перепаде температуры происходит незначительное расслаивание. Для этого явления, которое называют термодиффузией, характерно обогащение более легким газом той части объема, в котором поддерживается более высокая температура. [1]
Теплопроводность идеальных газов связана с их вязкостью и аналогичным образом зависит от давления и температуры. При наличии градиента температуры в смеси газов наступает частичное расслоение смеси. При этом эффекте, называемом термодиффузией, область более высоких температур обогащается более легкими газами. С помощью специального устройства ( разделительной трубки) Клаузиусу удалось настолько усилить этот разделяющий эффект, что этим методом стало возможно разделять изотопы ( см. гл. Аналогичное явление в смесях жидкостей называют эффектом Людвига - Соре. [2]
Теплопроводность идеального газа не зависит, так же как и вязкость, от давления газа и пропорциональна корню квадратному из температуры. [3]
Коэффициент теплопроводности идеального газа не зависит, так же как и коэффициент вязкости, от давления газа и пропорционален корню квадратному из температуры. [4]
С изменением давления коэффициент теплопроводности идеальных газов практически не изменяется. Исключение составляют очень низкие и чрезмерно высокие давления. Совсем по-другому обстоит дело с водяным паром и другими реальными газами, коэффициенты теплопроводности которых заметно отличаются от идеальных и существенно зависят от давления. [5]
Из уравнения ( 2 - 10) видно, что коэффициент теплопроводности идеального газа равен произведению коэффициента вязкости на удельную теплоемкость при постоянном объеме. [6]
Одним из первых успехов в кинетической теории газов было предсказание того удивительного факта, что динамическая вязкость и теплопроводность идеальных газов независимы от давления. Это означает, например, что определенное количество тепла передается через неподвижный слой газа при данных температурных условиях независимо от давления газа. Применяя упрощенные понятия, мы выведем выражения для вязкости и теплопроводности. Кинетическая теория объясняет напряжения трения в текущем газе тем, что молекулы движутся вперед и назад между слоями газа, текущими с различными скоростями. Таким образом, молекула из низкоскоростного слоя газа может попасть в слой газа, движущийся с большей скоростью, где после нескольких столкновений ее скорость увеличивается, а скорость столкнувшихся с ней молекул уменьшается. Таким образом, между слоями газа происходит обмен количеством движения. Это же движение молекул вызывает обмен энергией, когда в газе имеют место разности температур. [7]
Наихудшими проводниками тепла являются газы. Согласно кинетической теории, коэффициент теплопроводности идеального газа пропорционален произведению теплоемкости cv и коэффициента вязкости i. В связи с этим он существенно изменяется в одну сторону с температурой, от давления же практически не зависит. Величины Я, для газовых смесей приходится находить непосредственно опытным путем, так как правила аддитивности не дают здесь хорошего результата. [8]
Твердое тело мы можем теперь рассматривать как сосуд, содержащий газ из фононов, газ, который при не очень высоких температурах может считаться идеальным газом. Как и в случае обычного газа, перенос тепла в фононном газе осуществляется столкновениями фононов с атомами решетки, и все рассуждения, которые были проведены при вычислении коэффициента теплопроводности идеальных газов ( см. гл. [9]