21 Явления на пренасяне основни понятия.

Общо уравнение.

Съгласно модела за идеален газ, молекулите осъществяват молекулно хаотично движение. Три са основните величини характеризиращи това движение. Молекулите се разглеждат като материални точки, осъществяват хаотични удари със съда и помежду си. Между всеки два последователни удара отделната молекула ще изминава определено разстояние, наречено свободен пробег.

Среден свободен пробег k ще наричаме средния път, изминат от една частица на газа между два последователни удара с други частици.

; , където l е моларната маса на газа;

Честотата на ударите z, които изпитва една частица, е броят им за единица време (1sec).

Средният свободен пробег е свързан с честотата на ударите чрез средната скорост на хаотичното движение: k=/z.

Макар че различните видове молекули в един газ могат да имат различна форма и размери, при разглеждане на ударите помежду им може да приемем, че са сфери (поради бързото им въртене) с някакъв ефективен диаметър d=2r, характерен за всеки вид молекули. Ефективният диаметър d на газовите молекули е разстоянието, на което се приближават центровете на молекулите при осъществяване на удара. За t = 1sec =/, където е средния брой удари, които осъществяват газовите молекули за единица време.

Газът се състои от неподвижни молекули като само една молекула се движи. Тази молекула осъществява удари с неподвижните, чиито центрове се намират в цилиндър с радиус d=2r и описва хаотично начупена траектория с определена дължина. За удобство на разглеждането тази траектория може да се изправи. Радиуса на цилиндъра е d=2r, а сечението му ще бъде G=Пd². Една молекула може да се удари с разглежданата (движещата се), ако радиусът й се намира на разстояние не по-голямо от d от основната линия на цилиндъра.

Броят на молекулите в цилиндъра е пропорционален на обема му V и концентрацията (брой в единица обем) на молекулите n: =nV=n Пd²;

V=s; s = Пd² =ns; n=N/V брой молекули в единица обем

Това важи, ако всички останали молекули са неподвижни. Ако и другите молекули се движат:

=ns; - среден свободен пробег;

; Движещата се молекула ще се удари с някоя от молекулите в слоя, ако попадне в кръг с диаметър 2d, около нейния център, тъй като и самата налитаща молекула има същия диаметър. Площта на един такъв кръг е именно

s = Пd² ефективното сечение.

Газовите молекули осъществяват освен хаотично движение и свободен пробег. Следствие от това е преносното явление.

Общо уравнение на преноса описва 4-те основни преносни уравнения свързани с хаотичното топлинно движение на молекулите: