Кинетический диаметр

Кинетический диаметр - это мера, применяемая к атомам и молекулам, который выражает вероятность столкновения одной молекулы газа с другой молекулой. Это показатель размера молекулы как мишени. Кинетический диаметр отличается от атомного диаметра, определяемого в терминах размера электронной оболочки атома, который обычно намного меньше, в зависимости от используемого точного определения. Скорее, размер сферы влияния может привести к событию рассеяния.

Кинетический диаметр связан с средней длиной свободного пробега молекул в газ. Средняя длина свободного пробега - это среднее расстояние, которое частица преодолеет без столкновения. Для быстро движущейся частицы (то есть частицы, которая движется намного быстрее, чем частицы, через которые она движется) кинетический диаметр определяется как

$d\; 2\; =\; 1\; \pi \; ln\; \{\backslash \; displaystyle\; d\; ^\; \{2\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \backslash \; pi\; ln\}\}$

где,

d - кинетический диаметр,

r - кинетический радиус, r = d / 2,

l - среднее свободный пробег, а

n - числовая плотность частиц

. Однако более обычная ситуация состоит в том, что рассматриваемая сталкивающаяся частица неотличима от совокупности частиц в целом. Здесь необходимо учитывать распределение Максвелла – Больцмана энергий, что приводит к модифицированному выражению

$d\; 2\; =\; 1\; 2\; \pi \; ln\; \{\backslash \; displaystyle\; d\; ^\; \{2\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \{\; \backslash \; sqrt\; \{2\}\}\; \backslash \; pi\; ln\}\}$

• 1 Список диаметров
• 2 Разнородные частицы
• 3 Ссылки
• 4 Библиография

В следующей таблице перечислены кинетические диаметры некоторых распространенных молекул;

Столкновения двух разнородных частиц происходят, когда пучок быстрых частиц попадает в газ, состоящий из частиц другого типа, или две разнородные молекулы случайно сталкиваются в газовой смеси. Для таких случаев приведенная выше формула для сечения рассеяния должна быть изменена.

Сечение рассеяния σ при столкновении двух разнородных частиц или молекул определяется суммой кинетических диаметров двух частиц,

$\sigma \; =\; \pi \; (r\; 1\; +\; r\; 2)\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; sigma\; =\; \backslash \; pi\; (r\_\; \{1\}\; +\; r\_\; \{2\})\; ^\; \{2\}\}$

где.

r1, r 2 ар, половина кинетического диаметра (т. е. кинетические радиусы) двух частиц соответственно.

Мы определяем интенсивную величину, коэффициент рассеяния α, как произведение числовой плотности газа и сечения рассеяния,

$\alpha \; \equiv \; n\; \sigma \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\; \backslash \; Equiv\; n\; \backslash \; sigma\}$

Средняя длина свободного пробега является обратной величиной коэффициента рассеяния,

$l\; =\; 1\; \alpha \; =\; 1\; \sigma \; n\; \{\backslash \; displaystyle\; l\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \backslash \; alpha\; \}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \backslash \; sigma\; n\}\}$

Для подобных частиц r 1 = r 2 и,

$l\; =\; 1\; \sigma \; n\; =\; 1\; 4\; \pi \; r\; 2\; n\; =\; 1\; \pi \; d\; 2\; n\; \{\backslash \; displaystyle\; l\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \backslash \; sigma\; n\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; 4\; \backslash \; pi\; r\; ^\; \{2\}\; n\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; \backslash \; pi\; d\; ^\; \{2\}\; n\}\; \}$

как раньше.

• Брек, Дональд В., "Молекулярные сита цеолита: St ructure, Chemistry, and Use », New York: Wiley, 1974 ISBN 0471099856.
• Freude, D., Molecular Physics, глава 2, 2004 неопубликованный черновик, извлечение и архивировано 18 октября 2015 года.
• Исмаил, Ахмад Фаузи; Хулбе, Кайлас; Мацуура, Такеши, Газоразделительные мембраны: полимерные и неорганические, Springer, 2015 ISBN 3319010956.
• Джоос, Георг; Фриман, Ира Максимилиан, Теоретическая физика, Courier Corporation, 1958 ISBN 0486652270.
• Ли, Цзянь-Минь; Талу, Орхан, «Влияние структурной неоднородности на многокомпонентную адсорбцию: смесь бензола и п-ксилола на силикалите», в Сузуки, Мотоюки (редактор), Основы адсорбции, стр. 373-380, Elsevier, 1993 ISBN 0080887724.
• Маттеуччи, Скотт; Ямпольский, Юрий; Фриман, Бенни Д.; Пиннау, Инго, "Перенос газов и паров в стеклообразных и резиноподобных полимерах", Ямпольский, Юрий; Фриман, Бенни Д.; Пиннау, Инго, Материаловедение мембран для разделения газов и паров, стр. 1-47, John Wiley Sons, 2006 ISBN 0470029048.