Page 37 - 6375

2
Величину = називають повним ефективним поперечним перерізом
зіткнення молекул, які розглядаються як тверді кулі, тобто такі, що їхня потенціальна енергія

має короткодіючий характер і швидко наближається до нуля зі збільшенням відстані між
центрами куль. Хоча ефективний переріз вимірюється в одиницях площі, в понятті його

немає ніякого геометричного змісту. Величина характеризує ймовірність переходу двох
частинок, які стикаються між собою і розсіюються, в певний кінцевий стан. При зіткненні

частинка може розсіятись, поглинутись, дисоціювати молекулу або іонізувати атом тощо.

Відповідно до процесу говорять про ефективний переріз розсіювання, поглинання,
дисоціації, іонізації та ін. У загальному випадку можна дати таке означення ефективного

поперечного перерізу частинки відносно наявного процесу: ефективним перерізом
називають відношення середньої кількості частинок, що вибувають із процесу за одиницю

часу при зіткненнях, які приводять до очікуваного результату (розсіювання, поглинання,
іонізації, прилипання тощо), до інтенсивності (густини) самого потоку частинок у

падаючому пучку. Густиною потоку називають кількість частинок, які перетинають за

одиницю часу одиничну плоску поверхню, перпендикулярну до напряму руху частинок.
Ефективний переріз суттєво залежить від енергії взаємодії частинок, які стикаються, і для

однакових частинок (молекул, атомів тощо) в різних умовах і в різних процесах може бути

не однаковим.
Для ілюстрації величини наведемо такі дані: для азоту за нормальних умов

−7
≈ 0,6 ∙ 10 м. Це приблизно в 1000 разів більше від розмірів молекул. Отже, і час
«взаємодії» молекул під час зіткнень у стільки ж разів ( /) менший від часу їх вільного

руху. Таким чином, зіткнення навіть при атмосферному тиску є досить рідкісним явищем.

Як видно з формули (2), ≈ 1/ (при = ~ ). При відповідних
0
значеннях (порівняно малих) значення можуть зрівнятися з розмірами посудини, в якій

знаходиться газ. У такому разі кажуть, що газ перебуває у стані вакууму. З формули (2)
випливає, що величина молекул залежить також від їх діаметра. Точні розрахунки і

експеримент показують, що визначальним є при цьому так званий ефективний діаметр ,

який залежить від температури.
З підвищенням температури ефективний діаметр молекули зменшується, тобто

величина зростає.

За формулою (2) визначають середню довжину вільного пробігу молекул. У
дійсності всі довжини вільного пробігу є різними: як більшими, так і меншими від .

У нерівноважних ізольованих системах процеси відбуваються так, що їх остаточним

результатом буде встановлення термодинамічної рівноваги. У встановленні термодинамічної
рівноваги в газах важливу роль відіграють явища дифузії, внутрішнього тертя,

теплопроводності. Вони приводять до вирівнювання густин, припинення макроскопічного