Физобраз | Общее физическое образование

Длину свободного пробега L молекулы газа при температуре T и давлении p можно оценить при помощи формулы

где a — радиус молекулы, k — постоянная Больцмана. Приняв для оценки a ˜10^(-10) м, T ˜300 К, получим, что для газа в рассматриваемом манометре L ˜ 0;3 см, то есть порядка расстояния от проволоки до стенки трубки прибора. Поэтому молекулы газа в трубке практически не соударяются между собой, а взаимодействуют только с нагретой проволокой и со стенками трубки.
Будем считать, что после соударения с проволокой молекула имеет энергию, соответствующую температуре проволоки, а после соударения со стенкой — соответствующую температуре стенки. Температура проволоки зависит от теплоотдачи с её поверхности, которая, в свою очередь, пропорциональна числу ударов молекул о единицу площади этой поверхности, происходящих в единицу времени:

где n — концентрация молекул, v — их среднеквадратичная скорость,
μ — молярная масса газа. При одинаковых температурах проволоки в
опытах с гелием и с неоном можно записать:

Поэтому при измерении давления неона с помощью данного манометра необходимо увеличить приведённые в таблице данные для гелия в

2,2 раза.