大學物理課件：4 A 9 自由程偏離平衡態(tài)_第1頁
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1、2022/7/121大學物理QQ群號：205534080（班級、學號、姓名） yxl0503135452307532022/7/1227.7 氣體分子的平均自由程可以估計分子在一般條件下的平均速度的值。例如氧氣在室溫下：聲速在室溫下 v330(m/s)2022/7/123氣體分子自由程線度 10-8m (標準狀態(tài)下) 時間內分子經過的平均距離：分子平均自由程: 時間內分子受到的平均碰撞次數(shù)：平均自由程 :一個分子連續(xù)兩次碰撞之間經歷的平均自由路程.平均碰撞頻率 ：分子單位時間內與其它分子平均碰撞的次數(shù)。2022/7/124該圓柱體的面積 ： = d2Addd平均碰撞頻率設分子A以平均相對速率

2、運動，其它分子可設為靜止。運動方向上，以 d 為半徑的圓柱體內的分子都將與分子A碰撞。單位時間內分子A移動距離為 ，相應的圓柱體體積為 ，則考慮分子的運動，修正結果：標準狀態(tài)下 Z 109/s(10億次)2022/7/125平均自由程與溫度有關與溫度無關平均碰撞頻率注意n為定值對空氣分子 d 3.5 10 -10 m標準狀態(tài)下 Z 6.5 10 9/s ， 6.9 10 -8 m 氣體容器線度小于平均自由程計算值時，實際平均自由程就是容器線度的大小。2022/7/126輸運過程 系統(tǒng)各部分的物理性質，如流速、溫度或密度不均勻時，系統(tǒng)處于非平衡態(tài)。三種輸運過程的基本規(guī)律：動量的輸運內摩擦或粘滯能量的輸運熱傳導質量的輸運擴散7.8 偏離平衡態(tài)不受外界干擾時，系統(tǒng)：自發(fā)地非平衡態(tài)平衡態(tài)過渡到2022/7/127各層速度不同 速度相同內摩擦力：粘滯系數(shù)：物理效應：各層動量傳輸達到平衡。內摩擦動量的輸運實驗證明：(單位：Pa.s)2022/7/128各層熱能不同 熱能相同熱量傳遞：熱導率：一摩爾物質體積不變時的熱容量物理效應：系統(tǒng)各點溫度相同熱量分布均勻。熱傳導能量的輸運(單位：W/(m.K)2022/7/129各層密度不同 密度相同質量傳遞：擴散系數(shù)：物理效應：系統(tǒng)各點壓強相同，質量分布均勻。擴散質量的輸運(單位：m2/s)2022/

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