Ⅰ 對還是錯 分子蒸餾是一種成本低廉、高理論塔板數的分離手段。( )
分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術,它不同於傳統蒸餾依靠沸點差分回離原理,而是靠不同答物質分子運動平均自由程的差別實現分離。當液體混合物沿加熱板流動並被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,由於輕、重分子的自由程不同
Ⅱ 在什麼條件下 氣體分子熱運動的平均自由程
在一定的條件下,一個氣體分子在連續兩次碰撞之間可能通過的各段自由程的平均值,微粒的平均自由程是指微粒與其他微粒碰撞所通過的平均距離。用符號λ表示,單位為米。英文是 the mean free path of a particle。
對於氣體分子:相鄰兩次碰撞之間的平均距離,即稱為分子的平均自由程。若分子的直徑為d,氣體壓強為P,則平均自由程為
;對於室溫下的空氣分子,λ[cm] = 5×10^-3/P[Torr],當
時,λ將達到500km。
對於半導體中的載流子:相鄰兩次碰撞之間的平均距離,即稱為載流子的平均自由程;其典型的數值為10cm,這比晶格常數要大得多。而在相鄰兩次碰撞之間的平均時間,即稱為載流子的平均自由時間(Mean free time),其值t決定於平均自由程λ和熱運動速度v,即有t= λ/v;典型的數值為1ps,即10^(-12)s。
在氣體分子的碰撞[1] 理論的剛球模型中,認為分子只在碰撞的一剎那發生相互作用,而在其他時間內,分子作直線運動。相繼兩次碰撞間所走的路程叫分子的自由程。由於氣體分子的數目很大,碰撞頻繁,運動的變化劇烈,故其自由程只有統計意義。這個概念對研究氣體的特性(如擴散)和電子或中子之類的粒子穿過固體的運動很重要。
一個分子在單位時間內與其他分子的碰撞的平均次數,為分子的平均碰撞頻率 ,用
表示
其中
為平均速度,
為分子數密度,那麼平均自由程:
因 p=nkT
所以:
Ⅲ 請問分子的有效直徑和分子的平均自由程有什麼區別
一、定義不同:
麥克斯韋平均自由程為l=kT/(2^0.5·πd^2·p),d是分子的直徑。由理想氣體狀態方程pV=NkT得,kT/p=V/N。
l=V/(2^0.5·πd^2·N)=a^3/(2^0.5·πd^2),a為分子間平均距離,即l∝a^3,分子平均自由程與分子間平均距離的立方成正比。
二、形成不同:
氣體分子的平均自由程這里指的是氣體分子間的碰撞,氣體分子在不斷相互碰撞中,兩次氣體分子間碰撞氣體分子經過的平均距離,可以認為是一個大的"虛分子的半徑"。
流星體與大氣分子兩次碰撞所經過的平均距離,也就是無碰撞能走過的平均距離。
三、變化不同:
分子的有效直徑肯定是變化的。因為溫度的變化,會使分子的內能隨之變化。內能變化,會使電子和原子核距離產生變化,這種距離變化,最終會使分子的有效直徑產生變化。
按照理想氣體基本假定,分子在兩次碰撞之間可看做勻速直線運動,也就是說,分子在運動中沒有受到分子力作用,因而是自由的。
(3)水分子運動平均自由程蒸餾擴展閱讀:
由於平行射線束可分布於O的四周,這樣就以O為圓心「截」出一半徑為d的垂直於平行射線束的圓。所有射向圓內區域的視作質點的B分子都會發生偏折,因而都會被A分子碰撞。而所有射向圓外區域的視作質點的B分子都不會發生偏折,因而都不會被碰撞。
為分子碰撞截面,也稱分子散射截面。碰撞截面一般是入射粒子能量的函數。在碰撞截面中最簡單的情況是剛球勢。這時,不管兩個同種分子相對速率多大,分子有效直徑總等於剛球的直徑d。若是異種剛球分子,則碰撞截面其中d1、d2分別為這兩種剛球分子的直徑。
Ⅳ 氣體分子平均自由程表達式為:kT/(1.414πd^2*p) d的推導過程
由麥克斯韋速率分布函數f(v)=4πv^2·[m/(2πkT)]^1.5·exp[-mv^2/(2kT)]
得到分子的平均速率vm=∫vf(v)dv=[8kT/(πm)]^0.5
又由麥克斯韋速度矢量分布函數fi(vi)=[m/(2πkT)]^0.5·exp[-m·vi^2/(2kT)],i=x,y,z
通過對這個函數的卷積,可得兩分子在某一方向的相對速度矢量分布函數Fi(ui)=∫fi(ui-vi)fi(vi)dvi=[m/(4πkT)]^0.5·exp[-m·ui^2/(4kT)],i=x,y,z
由這個速度矢量分布可得相對速率分布F(u)=4πu^2·Fx(ux)Fy(uy)Fz(uz)=πu^2/2·[m/(πkT)]^1.5·exp[-mu^2/(4kT)]
因此,平均相對速率為um=∫uF(u)=4[kT/(πm)]^0.5=2^0.5·vm
假設分子是球體,對某一個分子而言,另一個同種氣體分子到這個分子的球心距小於等於r+r=d,兩分子就會碰撞,也就是另一分子如果位於這個分子的球心為圓心,d為半徑的圓形碰撞截面σ內(σ=πd^2),碰撞就會發生。因此在單位時間內,這個分子可能發生碰撞的體積,也就是在這段時間內兩分子的碰撞截面以相對速率劃過的體積σ·um=2^0.5·πd^2·vm
另一方面,由理想氣體狀態方程pV=NkT,可得一個分子占據的平均體積V/N=kT/p
所以,一個分子在單位時間內的平均碰撞次數(平均碰撞頻率f),也就是這個分子有效碰撞體積內含有分子平均占據體積的個數f=2^0.5·πd^2·vm/(V/N)=2^0.5·πd^2·vm·p/(kT)。那麼,平均發生一次碰撞的時間t=1/f=kT/(2^0.5·πd^2·vm·p)
氣體的平均自由程為平均發生一次碰撞的時間內分子運動的路程l=vm·t=kT/(2^0.5·πd^2·p)
Ⅳ 海水淡化中分子蒸餾和膜蒸餾是不是一回事
分子蒸餾是一種在高真抄空下操作的蒸餾方法,這時蒸氣分子的平均自由程大於蒸發表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發速率的差異,對液體混合物進行分離。
膜蒸餾是以疏水微孔膜為介質,在膜兩側蒸氣壓差的作用下,料液中揮發性組分以蒸氣形式透過膜孔,從而實現分離的目的。
都是要在水面和空氣面產生氣壓差,一個是利用抽負壓形式,另一個是利用膜兩面的壓力差形式實現的,兩者不一樣的。
Ⅵ 溫度升高時分子平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況
分子平均運動動能Ek=nKT/2,n是分子的空間自由度,K是玻爾茲曼常數,T是溫度。Ek=0.5mu²,u是分子運動的平均速度,由此可見,u²∝T,所以溫度升高,分子平均速度增大,碰撞頻率也增大,碰撞頻率實際上也是表徵分子運動的劇烈程度的。
平均自由程λ說的是分子發生碰撞到下一次碰撞間的距離。顯然,如果容積固定,分子的運動空間是固定的,分子數量沒有因為熱運動加劇而發生改變,則平均距離不變,所以了知平均自由程不會改變。
Ⅶ 溫度升高時分子平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況
分子平均運動動能Ek=nKT/2。
n是分子的空間自由度,K是玻爾茲曼常數,T是溫度.Ek=0.5mu²,u是分子運動的平均速度,由此可見,u²∝T,所以溫度升高,分子平均速度增大,碰撞頻率也增大,碰撞頻率實際上也是表徵分子運動的劇烈程度的。
平均自由程λ說的是分子發生碰撞到下一次碰撞間的距離。顯然,如果容積固定,分子的運動空間是固定的,分子數量沒有因為熱運動加劇而發生改變,則平均距離不變,所以了知平均自由程不會改變。
(7)水分子運動平均自由程蒸餾擴展閱讀:
當兩個微觀粒子(或粒子系統)碰撞,如果其中一個粒子(或粒子系統)作為一個粒子,極短的碰撞接觸的交互效果,碰撞概率正比於運動方向上看到其他粒子(或粒子系統)等效截面幾何,幾何截面是碰撞截面。
例如,當一束分子B,可以視為質點,平行於另一個靜止的分子(O)是誰的質心,如果分子B所示的軌跡線在圖中,這意味著B分子偏轉的軌跡線的作用分子當它接近分子。
如果轉角軌跡線之間的分子B射擊對分子和軌跡線分子被定義為偏轉角,然後偏轉角隨垂直距離的增加而減小分子間B和點o.讓值dB增加時,偏轉角度為零,然後d叫做分子碰撞的有效直徑。
Ⅷ 分子蒸餾器一般能分離沸點差多少的物質
對此了解的不多
常規蒸餾是根據組分沸點的差異進行分離
分子蒸餾是依靠不同物質的分子在運動時的平均自由程的不同來實現組分分離的一種特殊液液分離技術。混合液中輕組分分子的平均自由程較大,而重組分分子的平均自由程較小。
所以沸點差多少能分離不好說,沸點和分子平均自由程是兩個概念。
Ⅸ 在一密閉容器中盛有1mol氦氣(視作理想氣體),這時分子無規則運動的平均自由程僅決定於()
密閉容器又不是固定容積的容器。固定容積的話平均自由程確實是定值。
Ⅹ 什麼是蒸餾,蒸餾操作有什麼作用
把水煮開收集那些水蒸氣就叫蒸餾可以提純,比如說白酒就是用蒸餾技術提取酒精的。