What are the Transport Phenomena Gases
What are the Transport Phenomena Gases:-The Laws of Thermodynamics: The Zeroth law, various indicator diagrams, work done by and on the system, first law of thermodynamics. internal energy as a state function and other applications. Reversible and irreversible changes. Carnot cycle and its efficiency, Carnot theorem and the second law of thermodynamics. Different versions of the second law, practical cycles used in internal combustion engines. Entropy, principle of increase of entropy. The thermodynamic scale of temperature, its identity with the perfect gas scale. Impossibility of attaining the absolute zero, third law of thermodynamics.
प्रश्न 11. गैसों में अभिगमन घटनाओं का क्या अभिप्राय है? नामांकित कीजिए कि श्यानता, ऊष्मा चालकता तथा विसरण की अभिगमन घटनाओं में किन भौतिक राशियों का अभिगमन होता है। अणुगति सिद्धान्त के आधार पर किसी गैस के लिए विसरण गुणांक का व्यंजक ज्ञात कीजिए तथा समझाइए कि यह किस प्रकार गैस के दाब व ताप पर निर्भर करता है।
What are the transport phenomena in gases? Name the physical quantities transported under the transport phenomena of viscosity, thermal conduction and diffusion. Derive an expression for coefficient of diffusion on the basis of kinetic theory of gases. How does the coefficient of diffusion depend upon the pressure and temperature of the gas?
अथवा
गैसों के अणुगति सिद्धान्त के आधार पर गैसों के विसरण की व्याख्या कीजिए। किसी गैस के विसरण गुणांक D के लिए व्यंजक का निगमन कीजिए तथा दर्शाइए कि D का मान ताप T के साथ T3/2 के अनुसार बढ़ता है। यह भी दिखाइए कि D = nlp, जहाँ n गैस का श्यानता गुणांक है तथा p घनत्व है।
Explain on the basis of kinetic theory, the diffusion of gases. Deduce an expression for the coefficient of diffusion D for a gas and show that it increases with temperature as T3/2. Also show the D=n/p, where n is the coefficient of viscosity and p is the densityas the gas.
उत्तर : गैसों में अभिगमन घटनाओं के लिए प्रश्न-10 का उत्तर देखिए।
श्यानता, ऊष्मा चालकता तथा विसरण में क्रमशः संवेग, ऊर्जा तथा द्रव्यमान का अभिगमन होता है।
गैसों का विसरण (Diffusion of Gases) : यदि कोई-सी दो गैसें (1 व 211 एक ही ताप व दाब पर किसी बर्तन में इस प्रकार ली जाएँ कि हल्की गैस (2) ऊपरी भाग में हो, तो अन्त में दोनों गैसें बिना किसी ताप अथवा दाब में परिवर्तन के पूर्णत: मिश्रित हो जाती हैं। इस घटना को ‘विसरण’ (diffusion) कहते हैं। गैसों के विसरण को अणुगति सिद्धान्त के आधार पर ‘द्रव्यमान के अभिगमन’ (transport of mass) द्वारा समझा जा सकता है।
जहाँ dpldz ‘द्रव्यमान-सान्द्रण-प्रवणता’ (mass concentration gradient) है। इस प्रकार, प्रति सेकण्ड एकांक क्षेत्रफल में अभिगमित द्रव्यमान, द्रव्यमान-सान्द्रण-प्रवणता के अनुक्रमानुपाती होता है। अत: उपर्युक्त समीकरण को हम निम्न प्रकार लिख सकते हैं
यहाँ D प्रति सेकण्ड प्रति सान्द्रण-प्रवणता प्रति एकांक क्षेत्रफल में को अभिगमित द्रव्यमान को प्रदर्शित करता है जिसे गैस का ‘विसरण गुणांक‘ (coefficient of diffusion) कहते हैं।
उपर्युक्त व्यंजक से हम विसरण गुणांक D की गैस के दाब p तथा ताप T पर निर्भरता ज्ञात कर सकते हैं। हमें ज्ञात है कि
