Определение длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха

1. Сформулируйте основные положения молекулярно-кинетической теории вещества.

2. Как устроен атом? Поясните причину взаимодействия атомов друг с другом. Покажите графически зависимость силы межмолекулярного взаимодействия от расстояния между двумя атомами.

3. Что такое эффективный диаметр молекулы и эффективное сечение? Как эффективный диаметр молекулы зависит от температуры (формула Сезерленда).

4. Объясните, за счет чего возникает слоистое движение газа (жидкости). Чем обусловлено возникновение силы внутреннего трения между слоями газа, движущимися с различными скоростями? От каких параметров относительного движения слоев зависит величина этой силы?

5. Запишите закон Ньютона для вязкости при стационарном течении газа? Что называется коэффициентом динамической вязкости η газа? Как вязкость η газа зависит от температуры? Единицы измерения коэффициента вязкости.

6. Каков механизм вязкости в газах? Какова связь между параметрами хаотического теплового движения молекул и коэффициентом вязкости газа?

7. Как коэффициент динамической вязкости связан с коэффициентом кинематической вязкости? У какого газа коэффициент динамической вязкости больше при одинаковой температуре – у газа с большими или маленькими молекулами? Почему?

8. Что называется средней длиной свободного пробега молекулы? Как длина свободного пробега зависит от давления? От температуры? Формула Сезерленда.

9. Какое главное условие для возникновения переноса какой либо величины? Каков механизм вязкости в газах? Как коэффициент вязкости газов зависит от температуры? От давления?

10. Каково главное условие течения реального газа или жидкости по трубам (капиллярам)? Что определяет формула Пуазейля? Для какого газа – реального или идеального применима формула Пуазейля?

11. Объясните принцип опытного определения коэффициента вязкости воздуха на основе капиллярного метода Пуазейля. Каким образом создается разность давлений на концах капилляра? Какими средствами измеряется величина потока воздуха через капилляр?

12. Воздух находится в герметически закрытом сосуде, который нагревается. Что при этом происходит с давлением газа р, эффективным диаметром d и вязкостью газа η? Ответ подтвердить формулами.

13. Воздух находится в герметически закрытом сосуде, который нагревается. Что при этом происходит c частотой соударения z его молекул со стенкой сосуда, эффективным сечением молекул σ, средней длиной свободного пробега ? Ответ подтвердить формулами.

14. Воздух находится в герметически закрытом сосуде, который охлаждается. Что при этом происходит с давлением газа р, эффективным диаметром σ, средней длиной свободного пробега его молекул и вязкостью газа η? Ответ подтвердить формулами.

15. Почему при открывании крана К установки вода вытекает сначала непрерывной струйкой, а потом – в виде равномерных капель? От чего зависит давление воздуха в сосуде при непрерывном и при прерывистом течении жидкости через кран.

16. Что называется длиной свободного пробега молекулы? Вывести формулу для числа столкновений молекул z и средней длины их свободного пробега.

ПРИМЕЧАНИЕ: при подготовке к ответам на вопросы к лабораторной работе 2-3 рекомендовано смотреть описания к лабораторным работам № 2-02 и №2-05.

Вопросы самоконтроля к лабораторной работе №2-16 (ИФИТ). 2013г.