Das Gesetz von Stokes, nach George Gabriel Stokes, beschreibt die Abhängigkeit der Reibungskraft kugelförmiger Teilchen von verschiedenen Größen:
mit : Radius des Teilchens (bei nicht kugelförmigen Körpern wird als Näherung anstatt des Radius die Hälfte eines geeigneten Äquivalentdurchmessers verwendet.) : dynamische Viskosität des Fluids, in dem sich das Teilchen befindet : Geschwindigkeit des Teilchens (die Reibungskraft wirkt entgegengesetzt der Geschwindigkeit).
Das Gesetz von Stokes wird u. a. beim Millikan-Versuch und in der Stokes-Einstein-Gleichung benötigt.
Mit der hierauf aufbauenden Stokesschen Gleichung kann man die Sedimentationsgeschwindigkeit eines solchen Teilchens berechnen.
Cunningham-Korrektur Sind die in einem Gas sinkenden Kugeln so klein, dass sie sich in der gleichen Größenordnung wie die mittlere freie Weglänge der Gasmoleküle befinden, so wird die normale Formel ungenau. Dies kann durch die Cunningham-Korrektur behoben werden, die im Jahr 1910 vom britischen Mathematiker Ebenezer Cunningham abgeleitet wurde:
mit: : experimentell bestimmte Konstanten, wobei für Luft (= 68 nm bei Standardbedingungen) gilt:
Als Näherung kann für Luft auch der folgende Zusammenhang verwendet werden:
Literatur
Weblinks
Einzelnachweise
Kategorie:Strömungsmechanik Kategorie:George Gabriel Stokes als Namensgeber