пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

26 вопрос


 

Явлениями переноса называются необратимые процессы в термодинамически неравновесных системах, в которых происходит пространственный перенос энергии (теплопроводность), массы (диффузия), импульса (внутреннее трение).

Будем рассматривать идеальный газ плотностью , у которого

- средняя скорость теплового движения молекул.

htmlconvd-SaXvun_html_91385d4.gif- средняя длина свободного пробега.

Теплопроводность.

Если в одной области газа средняя кинетическая энергия молекул больше, чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул происходит процесс выравнивания средних кинетических энергий молекул – выравнивание температур.

Перенос энергии ( в форме теплоты) описывается законом Фурье.

htmlconvd-SaXvun_html_m46cf6f35.gif(28.1)

htmlconvd-SaXvun_html_mb796179.gif(28.2)

Здесь htmlconvd-SaXvun_html_m23fb94cf.gif - плотность теплового потока – тепловая энергия, переносимая в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную оси х,

htmlconvd-SaXvun_html_m7d71a204.gif- коэффициент теплопроводности;

htmlconvd-SaXvun_html_m5c576845.gif- градиент скорости – скорость изменения температуры на единицу длины x в направлении нормали к этой площадке;

htmlconvd-SaXvun_html_dac03a7.gif- удельная теплоемкость газа при постоянном объёме (количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг газа на 1 К.

Диффузия.

Явление диффузии заключается в том, что происходит самопроизвольное проникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел. Диффузия сводится к обмену частицами (перенос масс) между этими телами, возникает и продолжается, пока существует градиент плотности.

Перенос массы (диффузия) для химически однородного газа подчиняется закону Фика:

htmlconvd-SaXvun_html_1687f879.gif(28.3)

htmlconvd-SaXvun_html_m2060806b.gif(28.4)

Здесь htmlconvd-SaXvun_html_2640eff0.gif - плотность потока массы – масса вещества, диффундирующего в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную оси х;

htmlconvd-SaXvun_html_66e6724f.gif- коэффициент диффузии;

htmlconvd-SaXvun_html_m52e7d34.gif- градиент плотности, равный скорости изменения плотности на единицу длины х в направлении нормали к этой площадке.

Внутреннее трение.

Если два соприкасающихся слоя движутся с различными скоростями, то может происходить выравнивание скоростей слоев газов. В среднем импульсы молекул таких слоев различны - молекулы более быстрых слоев имеют большие значения импульсов. Переход молекул из быстрых слоев в более медленный сопровождается переносом импульса упорядоченного движения.

Противоположное по характеру действие оказывают молекулы медленного слоя, перешедшие в быстрый слой, - в этом слое возникают тормозящие силы. Суммарный эффект при этом - выравнивание скоростей слоев. Это явление называется внутренним трением.

Внутреннее трение описывается законом Ньютона:

htmlconvd-SaXvun_html_m7b8ece3f.gif(28.5)

htmlconvd-SaXvun_html_m31bf4372.gif(28.6)

Здесь htmlconvd-SaXvun_html_m65042326.gif - плотность потока импульса – полный импульс, переносимый в единицу времени в положительном направлении оси х через площадку, перпендикулярную оси х;

htmlconvd-SaXvun_html_m4abfcf86.gif- динамическая вязкость;

htmlconvd-SaXvun_html_m13b4055d.gif- градиент скорости, показывающий быстроту изменения скорости в направлении х, перпендикулярном направлению движения слоев газа.


13.06.2016; 13:11
хиты: 88
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь