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Der Einfluß von Zweierstößen auf die molekulare Gasströmung I. Lange, kreiszylindrische Röhre

Von J. W. HIBY und M. PAHL
Aus der Forschungsstelle für Spektroskopie in der Max-Planck-Gesellschaft ,
Hechingen
(Z. Naturforschg. 7a, 533-541 [1952];

[eingegangen am 7. März 1952)]

Bei einer molekularen Gasströmung (mittlere freie Weglänge k ^ mittleren Wandabstand) bewirken Zweierstöße eine Abweichung gegenüber der idealen Molekularströmung (A-^ QO ), und zwar wird die Strömung, je nach der geometrischen Form des Strömungswiderstandes, durch die Stoße behindert oder verstärkt. Die Kinetik der relativ seltenen Zweierstöße kann (unter der Voraussetzung eines genügend kleinen Druckgradienten) näherungsweise auf das Problem der Einzelstreuung von Molekülen in einem Gas mit Maxwellscher Geschwindigkeitsverteilung zurückgeführt werden, für die wir kürzlich im starrelastischen Kiigelmodell eine Funktion der Richtungsverteilung abgeleitet haben. Im vorliegenden I. Teil wird im Anschluß an Rechnungen von Pollard und Present eine Näherungsgleichung gewonnen für den Leitwert F einer langen, kreiszylindrischen Röhre im molekularen Strömungsbereich als Funktion des mittleren Gasdruckes p. Aus dem Vergleich mit Messungen von Knudsen, Gaede und Klose ergibt sich der Maxwellsche Reflexionskoeffizient für Hg, Ng, und COg im Mittel zu / = 0,98 ± 0,01. Auf die Problematik, die mit der Definition dieses Koeffizienten zusammenhängt, wird ausführlich eingegangen. Der II. Teil der Arbeit wird andere Formen von Strömungswiderständen behandeln: Spaltkanal zwischen ebenen, parallelen Platten; kreisrunde Lochblende; kurze Röhre; poröses Medium.

I. Bisher vorliegende Rechnungen über molekulare Strömung