流体工学の問題についての質問と回答
- 気体分子運動論に基づいて、気体分子の平均自由行程や連続体の条件についての問題です。
- 問題では、気体分子の平均自由行程を求めるための式や連続体とみなされるための条件を与えられています。
- 回答では、与えられた値を用いて平均自由行程や連続体の条件を計算し、結果を示しています。
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流体工学の問題
以下の問題について教えてください。 問：気体分子運動論によれば平均自由行程lは近似的にl=1/(SQRT(2)*π*n*σ^2)で決められます。n:単位体積あたりの分子数、σ:気体分子の直径、σは気体の種類によらず約10^-7mmです。0℃、1気圧の空気ではn=2.69*10^19個/cm^3です。 この場合のlを求めなさい。連続体とみなされるためにはLはどれだけになりますか。直径3μmの熱線のKnはどれくらいにですか。 回答：l=0.84μm L＞4.2μm Kn=3.5 上記の回答でlはわかりますが、あとの2つがどうしてそのような答えになるかわかりません。 Kn＝l/L＜0.01が連続体とみなされるのでLは84μmではないのでしょうか？熱線の答えは全然わかりません。 よろしくお願いいたします。
- pam13
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>連続体とみなされるためにはLはどれだけになりますか。 Kn＝l/L＜0.01が連続体となる条件であると言われますが、一方で気体でしたらKn＜1/5 程度でも十分連続体とみなせるとも言われることがあり、その場合はL>l/Kn=0.84*5=4.2μm となります。なので間違ってるわけではありません。 >直径3μmの熱線のKnはどれくらいにですか。 Kn=0.84/3=0.28。多分その答えは分母と分子を入れ間違えたんでしょう。
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お礼
ご回答どうもありがとうございます。 なるほどそういうことですか。気体の場合は別の基準があるとは知らなかったです。それと熱線の場合は、答えが違うとは気が付きませんでした。てっきり熱が発生すると別の考えを考慮しなければならないかと思っていました。 どうもありがとうございます。