Б. Свободные газы в динамическом состоянии

В газе, имеющем неравномерное поле концентраций и температуре, происходит перенос массы и энергии. Такое состояние за можно назвать динамическим. Перенос массы газа, вызванный градиентом концентрации (давления), называют диффузионным потоком, а перенос массы под действием градиента температур — эффузионным потоком.

Характер различных процессов, а следовательно, и свойств газов в динамическом состоянии зависит от отношения длины свободного пробега частицы λ0 к характерному размеру сосуда X, в котором протекает рассматриваемый процесс.

При λ0<

При λ0>>X молекулы взаимодействуют главным образом со стенками сосуда или с другими поверхностями, находящимися в объеме, и каждая частица выступает индивидуально. Процессы в газах при таких условиях называют молекулярными.

При λ0≈X обычно существуют промежуточные условия, поскольку важную роль играют соударения частиц как между собой, так и со стенками.

2.6.2. Число Кнудсена

Условия, в которых находится газ, определяют при помощи числа Кнудсена Кn. Оно представляет собой отношение характерного размера X вакуумного объема (например, длины трубы, диаметра резервуара и т. д.) к средней длине свободного пробега λ0:

При Кn>>1 имеют место вязкостные условия, при Кn<<1 — молекулярные, а при Кn≈1 — промежуточные.