Эффект Кнудсена

Эффект Кнудсена (явление тепловой эффузии) — явление перетекания при одинаковых давлениях разреженного газа через поры (малые отверстия) от более низкой к более высокой температуре.

История

В 1934 году эффект описан в книге «Кинетическая теория газов» Мартином Кнудсеном.

Количественное рассмотрение

Газ разреженный. Длина свободного пробега велика по сравнению с диаметром отверстия, через которое происходит перетекание. С любой его стороны через него проходит

$N={1 \over 4}n{\overline {v}}s=ns{\sqrt {{kT} \over {2\pi m}}}=nskT{\sqrt {1 \over {2\pi kmT}}}={\sqrt {1 \over {2\pi k}}}\cdot sP\cdot {\sqrt {1 \over {mT}}}$

частиц: условием динамического равновесия является ${{P_{1}} \over {\sqrt {T_{1}}}}={{P_{2}} \over {\sqrt {T_{2}}}}$ . В случае совпадающих давлений будет происходить поток $P\left({{1 \over {\sqrt {T_{1}}}}-{1 \over {\sqrt {T_{2}}}}}\right)$ : он положителен, если $T_{1}<T_{2}$ , то есть направлен к более высокой температуре.

Значение

Тепловая эффузия имеет важное значение в природе. Днем поверхность земли нагревается солнечными лучами. Из более глубоких слоёв почвы воздух выходит по капиллярам на поверхность и рассеивается ветром, и ночью наружный слой почвы охлаждается — возникает обратный поток воздуха в более глубокие слои почвы. Описанное порождает обмен воздуха в почве, необходимый для жизнедеятельности растений.

См. также

Кнудсеновская диффузия

Литература

Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1975. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 519 с.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.