Следующее явление переноса, которое мы должны рассмотреть, это вязкость или внутреннее трение.
Вязкость или обратная ей величина текучесть, по крайней мере качественно, вам хорошо известны из наблюдений над жидкостями. Вода легко течет из крана или из любого сосуда, скорость, с которой она падает, если на нее не действует давление в сосуде, определяется ускорением свободного падения.
А вот любимое вами сгущенное молоко, «сгущенка», вытекает медленно. Можно предположить, что молекулы воды слабо влияют друг на друга, и на вытекшую из сосуда раньше часть жидкости почти не влияет та часть, которая еще осталась в сосуде. Что же касается сгущенки, то она вытекает из банки медленно, как бы нехотя, просто видно, что нижние слои тормозятся верхними. Это вязкая жидкость, вязкая в том смысле, что ее коэффициент вязкости относительно велик.
Мы рассмотрим вязкость в менее наглядной, но более привычной нам модели — вязкость идеального газа. Будем считать, что давление и объем во всех точках системы одинаковы, но газ движется, причем разные его слои движутся с разными скоростями. Такой случай возможен, если, например, газ движется по трубе и внешние, прилегающие к трубе слои, испытывают трение о поверхность трубы. Интересно, будет ли движение «центрального» слоя оказывать влияние на движение внешнего слоя и наоборот? Кроме скорости хаотического или, как часто говорят, теплового движения, молекулы газа обладают еще некоторой скоростью направленного движения, скорость эта совпадает со скоростью потока газа. Чтобы не путать эти скорости, скорость направленного движения мы обозначим другой буквой — и. Скорость теплового движения зависит только от температуры газа (газ однородный) и в любой области средние скорости теплового движения одинаковы. А вот скорости направленного движения разные, поскольку внутренние и внешние слои газа имеют разную скорость. Благодаря хаотическому движению молекулы могут, и обязательно будут переходить из одного слоя в другой, перенося в этот слой свой импульс той и, сталкиваясь с молекулами этого слоя, будут изменять их импульс. В результате скорость движения внешнего слоя будет возрастать, а внутреннего убывать. Взаимодействие движущихся друг относительно друга слоев жидкости или газа и называется вязкостью или внутренним трением. Это явление мы и должны сейчас исследовать.