ВОПРОСЫ. 1. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, вязкость

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

1. Явления переноса: диффузия, теплопроводность, вязкость. Коэффициент переноса в газах. Броуновское движение. Соотношение Эйнштейна.

Диффузия. Править

Закон Фика. Средняя скорость течения газа определяется формулой

где суммирование выполняется по всем молекулам газа в единице объема. Плотность потока частиц равна

Помимо движения газа как целого существет процесс пространственного перераспределения компонент смеси относительно друг друга, обусловленный случайным движением молекул. Это неравновесный процесс, который называется диффузией.

Пусть имеется бинарная смесь с плотностью .

Пусть средняя скорость тесения газа , а диффузия осуществляется только вдоль оси . Тогда плотности потоков компонентов смеси даются законом Фика:

Следует, что . Это означает, что диффузия сама по себе не менят плотности среды.

Величина называется коэффициентом диффузии.

Если , то формула закона Фика принимают более простой вид

Теплопроводность. Править

Теплопроводность - это один из видов переноса тепла от более нагретых частей вещества к менее нагретым.

Плотность потока тепла - это кол-во тепловой энергии, пересекающей единичную площадь за единицу времени.

Для одномерного переноса тепла плотность потока тепла определяется законом Фурье:

Величина называется коэффициентом теплопроводности.

В трехмерном случае плотность потока тепла - вектор

Вязкость. Править

Сила вязкого трения, действующая по площади на слой жидкости (газа), параллельный скорости течения , со стороны нижележащего слоя дается законом Ньютона:

Велична называется коэффициентом вязкости.

Дата добавления: 2015-08-31