Как рассчитать размер частицы?

Сообщение №8577 от e_obm 29 января 2002 г. 15:07
Тема: Как рассчитать размер частицы?

Имеем герметично закрытую ячейку цилиндрической формы,
заполненную гелием при атмосферном давлении. Диаметр
0.5 микрон. В эту ячейку помещаем шаровидную частицу
феррита. Как можно рассчитать размер частицы, чтобы
она не осаждалась на стенке из-за ван-дер-ваальсовых
взаимодействий и не седиментировала под действием силы
тяжести. Возможны ли условия, когда частица будет находится в постоянном броуновском движении?

-----------
| |
| |
| o |
| |
| |
-----------

Помогите, чем можете, а то в литературе ответа на этот
вопрос не нашел. Заранее благодарен.


Отклики на это сообщение:

Прошу прощения за рисунок, но при передаче на форум
форма рисунка была искажена. Там должна быть простая
ячейка с частицей. Одной частицей!


> Имеем герметично закрытую ячейку цилиндрической формы,
> заполненную гелием при атмосферном давлении. Диаметр
> 0.5 микрон. В эту ячейку помещаем шаровидную частицу
> феррита. Как можно рассчитать размер частицы, чтобы
> она не осаждалась на стенке из-за ван-дер-ваальсовых
> взаимодействий и не седиментировала под действием силы
> тяжести. Возможны ли условия, когда частица будет находится в постоянном броуновском движении?

> -----------
> | |
> | |
> | o |
> | |
> | |
> -----------

> Помогите, чем можете, а то в литературе ответа на этот
> вопрос не нашел. Заранее благодарен.

На мой взгляд длина свободного пробега частицы должна быть меньше, чем диаметр ячейки или сосуда желательно во много раз. Хотя может это и не так.


Допустим частица не прилипает к стенке.
Энергия теплового движения частицы порядка кТ.
Приравниваем энергию теплового движения к разности потенциальной энергии частицы в поле тяготения внизу ячейки и вверху ячейки.
kT=mgh
Тогда масса неседиментирующейся частицы будет меньше m.
m=kT/gh
Берем плотность феррита из справочника, высоту ячейки спрашиваем у составителя задачи и находим размер частицы.
Она будет находиться в "вечном" Броуновском движении при условии, что не прилипает к стенке. Чтобы это выяснить, спрашиваем у составителя задачи из чего состоит материал стенок ячейки. И решаем задачу до конца с применением знания о взаимодействии Ван-дер-Ваальса.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100