Внутреннее трение (вязкость)

В потоке газа молекулы участвуют одновременно в двух движениях: хаотическом тепловом, средняя скорость которого равна и упорядоченном движении со скоростью потока U. Скорость U намного меньше

В неподвижном газе (U = 0) и средний импульс молекулы равен нулю. Молекула в потоке газа обладает средним импульсом mV.

Механизм возникновения внутреннего трения между параллельными 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. В результате этого возникает сила внутреннего трения. Эмпирическая формула силы внутреннего трения имеет вид.

коэффициент вязкости.

Взаимодействие двух слоёв можно рассматривать как процесс передачи импульса от одного слоя к другому. За единицу времени передаётся импульс по модулю равный действующей силе. Тогда

плотность потока импульса,

величина, определяемая полным импульсом, переносимым в единицу времени в положительном направлении оси х через единичную площадку, перпендикулярную оси х. Знак минус указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости. Динамическая вязкость η равна

Коэффициент вязкости η (или коэффициент внутреннего трения) называется динамической вязкостью. Кроме динамической вязкости используется понятие кинематической вязкости.

где ρ – плотность жидкости.

Коэффициенты переноса выводятся из кинетической теории. Эти соотношения

Дата добавления: 2013-12-12