давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
19.10.2009, 04:47
общий
это ответ
Здравствуйте, Усаков Сергей Александрович.
Дано: ρ0 = 1,225 кг/м3, M = 29 ∙ 10-3 кг/моль, p = 760 мм рт. ст. = 1,013 ∙ 105 Па, T = 10 °C = 283 К, dэф = 3 ∙ 10-10 м.
Определить: D, η.
Коэффициент диффузии
D = (1/3)<v><l>, (1)
где <v> = √(8RT/(πM)) (2) – средняя арифметическая скорость молекул,
<l> = kT/(√2πdэф2p) (3) – средняя длина свободного пробега молекул.
Подставляя (2) и (3) в выражение (1), имеем
D = 2kT/(3πdэф2p) ∙ √(RT/(πM)). (4)
Коэффициент внутреннего трения
η = Dρ, (5)
где ρ – плотность воздуха при температуре T = 283 К и давлении p = 1,013 ∙ 105 Па.
Для нахождения ρ воспользуемся уравнением состояния идеального газа. Запишем его для двух состояний воздуха:
- при нормальных условиях (T0 = 273 К, p0 = 1,013 ∙ 105 Па)
p0V0 = (m/M)RT0;
- при заданных условиях
pV = (m/M)RT.
Учитывая, что ρ0 = m/V0, ρ = m/V, имеем
ρ = ρ0pT0/(p0T). (6)
Из выражений (5), (6) получаем формулу для нахождения коэффициента диффузии:
η = Dρ0pT0/(p0T). (7)
Остается только подставить в формулы (4) и (7) числовые значения величин. При этом k = 1,38 ∙ 10-23 Дж/К, R = 8,31 Дж/(моль ∙ К).
С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.