tailieunhanh - Vật lý phân tử và nhiệt học - Chương 4

CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỘNG HỌC TRONG CHẤT KHÍ Các phân tử khí luôn chuyển động hỗn loạn và va chạm vào nhau. Sự va chạm phân tử đóng một vai trò quan trọng đối với các quá trình xảy ra bên trong khối chất. Khi trong khối khí có sự không đồng đều về: mật độ, nhiệt độ, hoặc vận tốc định hướng thì sự va chạm phân tử sẽ làm mất dần sự không đồng đều đó. Lúc đó trong khối chất sẽ xuất hiện các quá trình gọi chung là các hiện tượng truyền như: hiện tượng khuyếch. | - Trang 60 CHƯƠNG IV CÁC HIỆN TƯỢNG ĐỘNG HỌC TRONG CHẤT KHÍ Các phân tử khí luôn chuyển động hỗn loạn và va chạm vào nhau. Sự va chạm phân tử đóng một vai trò quan trọng đối với các quá trình xảy ra bên trong khối chất. Khi trong khối khí có sự không đồng đều về mật độ nhiệt độ hoặc vận tốc định hướng thì sự va chạm phân tử sẽ làm mất dần sự không đồng đều đó. Lúc đó trong khối chất sẽ xuất hiện các quá trình gọi chung là các hiện tượng truyền như hiện tượng khuyếch tán hiện tượng nội ma sát hiện tượng dẫn nhiệt. các quá trình truyền là các quá trình không cân bằng rất phức tạp. Do vậy giả thiết hệ là khí lý tưởng và các quá trình diễn ra rất chậm coi là quá trình cân bằng . QUÃNG ĐƯỜNG Tự DO TRUNG BÌNH CỦA PHÂN TỬ KHÍ Số va chạm trung bình Khi chuyển động nhiệt phân tử luôn va chạm với các phân tử ở lân cận. Quãng đường tự do Ả là quảng đường giữa hai lần va chạm liên tiếp của phân tử . Do tính hỗn loạn sự va chạm là ngẫu nhiên từ đó quãng đường tự do của phân tử A là rất khác nhau. Xét trong một khoảng thời gianót phân tử A có n va chạm thì n số quãng đường tự do. Từ đó Quãng đường tự do trung bình của phân tử A Ả Ả Ả2 . Ản n Gọi C vận tốc trung bình của phân tử . Z sẳú va chaũm trung bẹnh cuía phán tT 1 trong mẳũt âân vẽ thâìi gian thẹ Ả Z Nếu coi phân tử là một quả cầu bán kính r đường kính d 2r và nếu giả thiết chỉ có phân tử A chuyển động với vận tốcG còn tất cả các phân tử khác đều đứng yên. Thì trong một đơn vị thời gian phân tử A đã đi được quãng đườnt trong thời gian nầy nó va chạm với tất cả các phân tử nào có tâm nằm trong d z S hình trụ gấp khúc bán kính d đường kính 2d chiều dài v. Thể tích hình trụ nầy V Áư x Gọi n0 mật độ phân tử . A số phần tử nằm trong thể tích hình trụ này n0 V n0V n0 nd 2dy Họnh Trang 61 Số n0 V cũng chính là số va chạm trung bình Z giữa phân tử A và các phân tử khác trong một đơn vị thời gian mà Z n0 nd - Kết quả trên được xây dựng với giả thiết chỉ phân tử A chuyển động còn các phân tử khác