Диффузия.
Механика, молекулярная физика и термодинамика
Где D — коэффициент диффузии. Знак минус показывает, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности. Масса вещества, перенесенная в результате стационарной диффузии через площадь S за время t: Сила F, действующая на площадь S, пропорциональна этой площади и градиенту скорости: Коэффициенты переноса связаны между собой простыми соотношениями. Где cv — удельная теплоемкость газа при… Читать ещё >
Диффузия. Механика, молекулярная физика и термодинамика (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Под диффузией обычно понимается взаимопроникновение вещества в различных смесях, сопровождающееся направленным переносом массы вещества из мест с высокой плотностью в места с меньшей плотностью. Перенос массы вещества подчиняется закону Фика: «Плотность потока вещества (масса, переносимая за единицу времени через единичную площадку) прямо пропорциональна градиенту плотности» :
где D — коэффициент диффузии. Знак минус показывает, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности.
Масса вещества, перенесенная в результате стационарной диффузии через площадь S за время t:
.
Согласно кинетической теории газов,.
Теплопроводность
Если в одной области газа средняя кинетическая энергия молекул больше, чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул температура выравнивается. Процесс передачи энергии в форме тепла подчиняется закону Фурье: «Плотность потока тепла (количество теплоты, переносимое за единицу времени через единичную площадку) прямо пропорционально градиенту температуры» :
.
где? ? коэффициент теплопроводности. Знак минус показывает, что при теплопроводности энергия переносится в сторону убывания температуры. Количество тепла, переносимое в стационарном процессе теплопроводности (стационарное пространственное распределение температуры) через площадь S за время t:
.
Для идеального газа.
.
где cv — удельная теплоемкость газа при постоянном объеме,.
?? плотность газа.
Вязкость
Вязкое трение в газе или жидкости? это результат переноса импульса направленного движения. Механизм возникновения внутреннего трения между слоями газа (жидкости), движущимися с различными скоростями, заключается в том, что из-за хаотического теплового движения происходит обмен молекулами между слоями, в результате чего импульс слоя, движущегося быстрее, уменьшается, движущегося медленнее? увеличивается, что приводит к появлению сил вязкого трения. Внутреннее трение подчиняется закону Ньютона: «Плотность потока импульса направленного движения (равная силе вязкого трения, действующей на единичную площадку, перпендикулярную направлению переноса) пропорциональна градиенту скорости направленного движения» :
.
где? ? динамическая вязкость (коэффициент вязкости),.
? градиент скорости направленного движения. Знак минус указывает, что сила трения направлена против скорости u. Коэффициент вязкости для идеального газа.
.
Сила F, действующая на площадь S, пропорциональна этой площади и градиенту скорости :
.
Коэффициенты переноса связаны между собой простыми соотношениями.
