МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
§21. Столкновения. Явления переноса.
Задача № 4

Коэффициент теплопроводности гелия при t=0oC и р=1013 гПа равен k=0,143 Вт/(м·К). Считая числовой коэффициент в выражениях для D, k и h равным 1/3, оценить коэффициенты самодиффузии D и вязкости h гелия при тех же условиях. Сравнить полученные значения с табличными (полученными экспериментально) Dэкспер=1,62ּ10-4 м2/с и hэкспер=2,07ּ10-5 Паּс.

Ответ
D==2,6·10-4 м2/с, h==4,6·10-5 Па·с.

Решение


Дано:
Си

t=0oC
T=273К

р=1013 гПа

k=0,143 Вт/(м·К)

Dэкспер=1,62ּ10-4 м2/с

hэкспер=2,07ּ10-5 Паּс

Найти:

D-?

h-?


Коэффициент самодиффузии рассчитывается по формуле

Динамическая вязкость

Теплопроводность
,где
Сначало найдем выражение для коэффициента самодиффузии
,где ,
,
,

Выразим из уравнения состояния отношение
,
,

,
=2,6·10-4 м2/с
Найдем выражение для динамической вязкости
,

,
,

=4,6·10-5 Па·с

Полученные значения для коэффициента самодиффузии и динамической вязкости практически в 2 раза превышают табличные, полученные экспериментально значения для коэффициента самодиффузии и динамической вязкости.