Студопедия — Явление переноса
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Явление переноса






Назовем состояние газа неравновесным,если параметры газа при отсутствии внешних воздействий изменяются с течением времени. Изменение параметров состояния может происходить, например, из-за различия плотности и температуры газа в разных частях объема сосуда, в котором газ находится. Вследствие этого различия в газе наряду с хаотическим движением молекул происходит их упорядоченное движение из одной части объема газа в другую. Если не поддерживать внешним воздействием различий плотности и температуры, то с течением времени в результате упорядоченного движения молекул происходит выравнивание этих различий. Другими словами, газ при отсутствии внешних воздействий переходит из неравновесного состояния в равновесное.

В результате упорядоченного движения молекул в газе происходит перенос таких физических величин как массы, внутренней энергии, импульса. Процессы, связанные с переносом физических величин в объеме вещества,называют явлениями переноса. Кявлениям переноса относятся диффузия (перенос массы), теплопроводность (перенос внутренней энергии), внутреннее трение (перенос импульса).

Диффузия возникает вследствие неодинаковой плотности в различных частях объема газа.

Диффузией называют перенос массы газа из мест, где плотность его больше, в места, где плотность его меньше.

Допустим, что перенос массы происходит по оси , т. е. плотность газа есть функция только координаты . Из опыта следует

 

(20. 1)

где - плотность потока массы (масса, переносимая в еденицу времени через еденицу площади , перпендикулярной оси ), - коэффициент диффузии.

Знак минус показывает, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности, т. е. по направлению оси при < > ) и в обратном направлении при > ( < ).

Выражение (20.1) называют уравнением диффузии или законом Фика.

Теплопроводность возникает вследствие неодинаковой температуры в различных частях объема газа. Быстрые молекулы, попадая из теплых частей объема газа в холодные, отдают при столкновениях часть своей энергии медленным молекулам. Наоборот, медленные молекулы, попадая из холдных частей объема газа в теплые, отбирают при столкновениях часть энергии у быстрых молекул.

Теплопроводностью называют перенос внутренней энергии газа от теплых частей объема газа в холодные части объема.

Допустим, что перенос внутренней энергии происходит по оси , т.е. температура газа есть функция только координаты . Из опыта следует

 

 

æ (20. 2)

 

где - плотность потока тепла (количество тепла, переносимого в единицу времени через единицу площади , перпендикулярной оси ), æ - коэффициент теплопроводности.

Знак минус показывает, что перенос внутренней энергии происходит в направлении убывания температуры, т. е. по направлению оси при < < > ) и в обратном направлении при > <

Выражение (20.2) называют уравнением теплопроводности или законом Фурье.

Внутреннее трение (вязкость) связано с возникновением сил трения между слоями газа, перемещающимися относительно друг друга с различными по модулю скоростями Молекулы, попадая из медленного слоя газа в быстрый, ускоряют при столкновениях свое упорядоченное движение. Наоборот, молекулы, попадая из быстрого слоя газа в медленный, замедляют при столкновениях свое упорядоченное движение.

Внутренним трением называют перенос молекулами результирующего импульса своего упорядоченного движения от быстрого слоя к медленному. В результате чего между слоями возникают силы трения, направленные по касательной к поверхности соприкосновения слоев.

Из опыта следует

 

(20. 3)

где - напряжение трения (сила трения, действующая на единицу площади поверхности слоя), - коэффициент внутреннего трения (вязкости).

В выражениях (20. 3) - приращение модуля скорости течения газа при перемещении по оси , перпендикулярной слоям и направленной в сторону более быстрого слоя. Так как > , то < , т. е. направление силы трения противоположно направлению скорости течения газа.

Выражение (20. 3) называют уравнением внутреннего трения или законом Ньютона.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 478. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Влияние первой русской революции 1905-1907 гг. на Казахстан. Революция в России (1905-1907 гг.), дала первый толчок политическому пробуждению трудящихся Казахстана, развитию национально-освободительного рабочего движения против гнета. В Казахстане, находившемся далеко от политических центров Российской империи...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА Тип колёсной пары определяется типом оси и диаметром колес. Согласно ГОСТ 4835-2006* устанавливаются типы колесных пар для грузовых вагонов с осями РУ1Ш и РВ2Ш и колесами диаметром по кругу катания 957 мм. Номинальный диаметр колеса – 950 мм...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия