Kinetický průměr - Kinetic diameter

Kinetický průměr je opatření, na které se vztahuje atomy a molekuly který vyjadřuje pravděpodobnost, že se molekula v plynu srazí s jinou molekulou. Je to údaj o velikosti molekuly jako cíle. Kinetický průměr není stejný jako atomový průměr definované z hlediska velikosti atomu elektronový obal, který je obecně mnohem menší, v závislosti na použité přesné definici. Je to spíše velikost sféry vlivu, která může vést k rozptyl událost.^[1]

Kinetický průměr souvisí s znamená volnou cestu molekul v plynu. Střední volná cesta je průměrná vzdálenost, kterou částice urazí bez kolize. Pro rychle se pohybující částice (to znamená, že se člověk pohybuje mnohem rychleji než částice, kterými se pohybuje) je kinetický průměr dán vztahem,^[2]

${ displaystyle d ^ {2} = {1 nad pi ln}}$

kde,

d je kinetický průměr,

r je kinetický poloměr, r = d / 2,

l je střední volná cesta a

n je hustota čísel částic

Běžnější situace však je, že uvažovaná srážející se částice je nerozeznatelná od populace částic obecně. Tady je Distribuce Maxwell – Boltzmann energií, které vedou k modifikovanému výrazu,^[3]

${ displaystyle d ^ {2} = {1 nad { sqrt {2}} pi ln}}$

Seznam průměrů

Následující tabulka uvádí kinetické průměry některých běžných molekul;

Odlišné částice

Ke srážkám mezi dvěma odlišnými částicemi dochází, když je paprsek rychlých částic vystřelen do plynu sestávajícího z jiného typu částice, nebo se dvě odlišné molekuly náhodně srazí ve směsi plynů. V takových případech je třeba upravit výše uvedený vzorec pro rozptyl průřezu.

Rozptylový průřez, σ, při srážce mezi dvěma odlišnými částicemi nebo molekulami je definován součtem kinetických průměrů těchto dvou částic,

${ displaystyle sigma = pi (r_ {1} + r_ {2}) ^ {2}}$

kde.

r₁, r₂ jsou polovina kinetického průměru (tj. kinetických poloměrů) obou částic.

Definujeme intenzivní množství, koeficient rozptylu α, jako produkt hustoty počtu plynů a průřezu rozptylu,

${ displaystyle alpha equiv n sigma}$

Střední volná cesta je inverzní k koeficientu rozptylu,

${ displaystyle l = {1 over alpha} = {1 over sigma n}}$

U podobných částic r₁ = r₂ a,

${ displaystyle l = {1 nad sigma n} = {1 nad 4 pi r ^ {2} n} = {1 nad pi d ^ {2} n}}$

jako dříve.^[7]

Reference

Bibliografie

• Breck, Donald W., "Zeolit ​​Molekulární síta: struktura, chemie a použití", New York: Wiley, 1974 ISBN  0471099856.
• Freude, D., Molekulární fyzika, Kapitola 2, 2004 nepublikovaný koncept, vyvoláno a archivováno 18. října 2015.
• Ismail, Ahmad Fauzi; Khulbe, Kailash; Matsuura, Takeshi, Membrány pro separaci plynů: polymerní a anorganické, Springer, 2015 ISBN  3319010956.
• Joos, Georg; Freeman, Ira Maximilian, Teoretická fyzika, Courier Corporation, 1958 ISBN  0486652270.
• Li, Jian-Min; Talu, Orhan, „Vliv strukturní heterogenity na vícesložkovou adsorpci: směs benzenu a p-xylenu na silikalitu“, Suzuki, Motoyuki (ed), Základy adsorpce373 až 380, Elsevier, 1993 ISBN  0080887724.
• Matteucci, Scott; Yampolskii, Yuri; Freeman, Benny D .; Pinnau, Ingo, „Přeprava plynů a par ve skelných a gumových polymerech“ in, Yampolskii, Yuri; Freeman, Benny D .; Pinnau, Ingo, Věda o materiálech membrán pro oddělování plynů a par, s. 1-47, John Wiley & Sons, 2006 ISBN  0470029048.