Явления переноса

4.8 Сравнение коэффициентов переноса.

Выпишем коэффициенты переноса, полученные при диффузии (самодиффузии), вязкости и теплопроводности и сравним их.

Такая взаимосвязь коэффициентов переноса обусловлена общностью механизма явлений переноса.
При Т=const ( т.е. , ) , а P, получаем ; и ( газ не разрежен)
При Р =const ( , ), получаем , что , а и
Задачи.
1.Определить коэффициенты самодиффузии, вязкости и теплопроводности для воздуха, считая, что он состоит из молекул кислорода и азота в соотношении 20 и 80 ,при нормальных условиях и при Т=300 К.
2.Вязкость некоторого газа определяется методом измерения силы трения между пластинами, отделенными друг от друга слоем газа, толщиной 0.9 мм. При давлении 2,8 Н/м² коэффициент вязкости равен 0,8 10^-5 Н/м²,а при давлении от 10,9 до 1,0 Н/м² вязкость оказалась равной 1,9 10^-5 Н с/м².Какова средняя длина пробега молекул газа при нормальном давлении?
3.Найти коэффициент теплопроводности кислорода. Если его коэффициент вязкости равен 1,92 Н с/м ² кг/м с. Найти среднюю длину свободного пробега молекул при 0С.
4.Для измерения коэффициента теплопроводности азота им заполнили пространство между двумя коаксиальными цилиндрами с радиусами 0,5 и 1,5 см. Каждый 1 см² внутреннего цилиндра получает за 1 с 3 10^-4 теплоты. При установившемся процессе внутренний цилиндр имеет температуру 90,а внешний 0С. Какова величина коэффициента теплопроводности азота?
5.Построить графики зависимости коэффициентов диффузии внутреннего трения и теплопроводности водорода в интервале температур 1006.Сколько теплоты пройдет за сутки вследствие теплопроводности через двойную оконную раму площадью 1 м² ,если воздушный зазор между рамами 10 см, а температура снаружи и внутри дома соответственно -27 С и +23С ?
7. Для кислорода при нормальных условиях средняя длина свободного пробега молекулы 0.63 10^-7 м. Как изменится длина свободного пробега при увеличении температуры газа вдвое, если процесс нагревания происходит а) изохорически, б) изобарически, в) адиабатически
8. Как изменяются средняя квадратичная скорость молекул ,средняя длина свободного пробег и частота соударений в зависимости от температуры при а) изохорическом, б)изобарическом процессе?
9.Какова частота столкновений молекул углекислого газа при нормальных условиях?
10. какое давление можно считать высоким вакуумом для сосудов диаметром 3 см, 30 см, 300 см, заполненных воздухом при температуре 27С ? Эффективный диаметр молекул воздуха 3 10 ^–10 м.
11. Расстояние между катодом и анодом в разрядной трубке равно 15 см. какое давление нужно создать в трубке, чтобы электроны не сталкивались с молекулами на пути от катода к аноду, если диаметр молекул 3 10 ^–10 м, температура 27С, средняя длина свободного пробега электрона в газе в 5,7 раз больше, чем молекулы газа?