Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Явление переноса Релаксационные процессы, как правило являются процессами переноса. Типичными процессами переноса являются диффузия и теплопроводность. При диффузии происходит перенос молекул примеси из мест, где концентрация больше, в места, где концентрация меньше.

При теплопроводности происходит перенос средней кинетической энергии из мест, где она больше (т.е., где больше температура), в места, где она меньше. Причём при теплопроводности перенос вещества отсутствует.


 Важную роль для процессов переноса в газах играет длина свободного пробега молекулы. Это средний путь, проходимый молекулой за время между двумя последовательными соударениями. Если бы молекулы газа сталкивались не друг с другом, а только со стенками сосуда, то процессы переноса проходили бы чрезвычайно быстро. Скажем, распространение запаха духов в комнате (диффузия примеси) проходило бы за сотые доли секунды, так как средняя скорость молекул при комнатной температуре составляет сотни метров в секунду, а размер комнаты – несколько метров.

 Столкновения молекул происходят потому. что молекулы имеют хотя и малые, но конечные размеры. Будем считать молекулы твёрдыми шариками диаметром d . Чтобы составить выражение для Z, рассмотрим мысленную ситуацию. Выделенная молекула, изображённая на рисунке как жёсткий шар, движется со средней относительной скоростью среди прочих подобных себе неподвижных молекул, изображённых точками . Если расстояние между линией скорости выделенной молекулы и центром иной молекулы будет меньше 2r = d , то столкновение произойдёт. 

В данном случае площадь «мишени» в виде круга радиусом d есть эффективное сечение столкновения Разумно утверждать, что если на объём цилиндра с площадью основания и образующей <vотн> 1с приходится одна молекула газа, то выделенная молекула в среднем испытает одно столкновение за одну секунду. Если же на указанный объём приходится Z молекул, то выделенная молекула испытает в среднем Z столкновений за одну секунду. Число молекул в объёме цилиндра будет nS<vотн>. Длина свободного пробега и коэффициенты переноса. Как с длиной свободного пробега связаны коэффициенты переноса – коэффициент диффузии D и коэффициент теплопроводности K? Учтём теперь фактор столкновений.

 Если, скажем, молекулы стартовали из точек на расстоянии x от S, то не все они дойдут до поверхности S и пересекут её. Часть молекул испытает столкновения и потеряется. Поэтому для потока молекул этой категории, стартующих из точек x, через поверность S, должно быть справедливо выражение. Нетрудно понять, что и коэффициент теплопроводности K также пропорционален длине свободного пробега. Молекулярный механизм теплопроводности состоит в том, что молекулы при их переходах через поверхность S надо рассматривать как переносчиков средней кинетической энергии (в расчёте на одну молекулу). Чтобы записать энергию, переносимую молекулами категории x (справа налево), надо выражение для dN+/dt помножить на величину CVT(x)/NA. Проделав далее выкладки, аналогичные выкладкам при выводе формулы, получим такое выражение для потока тепла. 



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии