Диффузия.

Закон Фика. Средняя скорость течения газа определяется формулой

$\vec{u}=\frac{1}{n}\sum_{i}\vec{v}_i$

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

$\vec{j}=n\vec{u}$

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 $n=n_1+n_2$ .

Пусть средняя скорость течения газа $\vec{u}=0$ , а диффузия осуществляется только вдоль оси $x$ . Тогда плотности потоков компонентов смеси даются законом Фика:

$j_1=-Dn\frac{dc_1}{dx},~~j_2=-Dn\frac{dc_2}{dx}$

Следует, что $j_1+j_2=0$ . Это означает, что диффузия сама по себе не менят плотности среды.

Величина $D$ называется коэффициентом диффузии.

Если $n=n_1+n_2=const$ , то формула закона Фика принимают более простой вид

$j_1=-D\frac{dn_1}{dx},~~~j_2=-D\frac{dn_2}{dx}$

Теплопроводность.

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

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

Для одномерного переноса тепла плотность потока тепла определяется законом Фурье:

$q=-\varkappa\frac{dT}{dx}$

Величина $\varkappa$ называется коэффициентом теплопроводности.

В трехмерном случае плотность потока тепла - вектор

$\vec{q}=-\varkappa~\mbox{grad}~T$

Вязкость.

Сила вязкого трения, действующая по площади $S$ на слой жидкости (газа), параллельный скорости течения $\vec{u}$ , со стороны нижележащего слоя дается законом Ньютона:

$F_z=-\eta S \frac{du}{dx}$

Велична $\eta$ называется коэффициентом вязкости.

Сказать "Спасибо"

Явления переноса: диффузия, теплопроводность, вязкость.

Диффузия.

Теплопроводность.

Вязкость.

Комментарии