Глава IV. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗАХ (ВАКУУМЕ)

Мы видели, что ряд явлений в газах, и прежде всего явления переноса, тесно связан со столкновениями между молекулами. Количественные характеристики этих явлений зависят поэтому от длины свободного пробега молекул.

В связи с этим большой интерес представляет изучение свойств газов в условиях, когда между молекулами нет столкновений. Эти условия нетрудно создать, поскольку длина свободного пробега молекул обратно пропорциональна давлению газа:

При достаточно малых давлениях длина свободного пробега молекул может достигнуть величины, превышающей размеры сосуда, в котором содержится газ. Например, при давлении около мм рт. ст., которое легко может быть создано современными средствами откачки газов, средняя длина свободного пробега молекул достигает нескольких десятков метров (в то время как при атмосферном давлении она равна примерно см). При таком давлении в сосуде обычных размеров (несколько десятков сантиметров). молекулы газа практически не будут сталкиваться между собой. Столкновения будут происходить/лишь со стенками сосуда.

Такое разрежение газа, при котором средняя длина свободного пробега молекул становится больше размеров содержащего газ сосуда, называется вакуумом. Понятие вакуума есть, таким образом, понятие относительное: чем меньше размеры сосуда, в котором находится газ, тем при больших давлениях в нем создаются условия вакуума. Так, для газа, находящегося в пор истых, веществах, при размерах пор порядка уже атмосферное давление является вакуумом, и этим обстоятельством объясняются некоторые свойства таких веществ.

Рассмотрим некоторые явления, которые в вакууме протекают существенно иначе, чем при больших давлениях. Сюда прежде всего относятся явления переноса — теплопередача, вязкость и диффузия.