23130

Явища переносу в газах, рідинах і твердих тілах

Доклад

Физика

Явища переносу в газах рідинах і твердих тілах. Явища переносу я. Всі явища переносу являються необоротними. 1 Процеси переносу в газах Загальне рівняння переносу G – характеризує деяку молекулярну властивість віднесену до однієї молукули.

Украинкский

2013-08-04

77 KB

27 чел.

14. Явища переносу в газах, рідинах і твердих тілах.

Явища переносу (я.п.) – нерівноважні процеси, в результаті яких в фізичній системі відбувається перенесення ел. заряду, речовини, импульсу, енергії, ентропії або якої-небудь іншої фіз. величини. Загальну феноменологічну теорію я.п., застосовну до будь-якої системи (газоподібної, рідкої або твердої) дає термодинаміка нерівноважних процесів. Я.п. в газах розглядаються на основі кінетичної теорії газів за допомогою кінетичного рівняння Больцмана для функції розподілу молекул.

Причина я.п. – збурення, які порушують стан термодинамічної рівноваги: наявність просторових неоднорідностей складу (‘состава’), температури або середньої швидкості руху частинок системи. Перенос фізичної величини відбувається в напрямку, протилежному її градієнту, в результаті чого ізольована від зовнішніх дій (‘воздействий’) система прямує до стану термодинамічної рівноваги. Якщо зовнішня дія підтримується постійною, я.п. протікають стаціонарно.
Виведена зі сиану рівноваги, будь-яка макросистема намагається повернутись в стан рівноваги. При цьому зростає ентропія, отже цей процес необоротний. Всі явища переносу являються необоротними.

1) Процеси переносу в газах

  

Загальне рівняння переносу

Gхарактеризує деяку молекулярну властивість, віднесену до однієї молукули.

Нехай X напрямлена вздовж градієнта G.

Повний потік в позитивному напрямку осі X в точці x має вигляд:

Це є основне рівняння процесів переносу кількості G.

Теплопровідність

В цьому випадку Gсередня енергія теплового руху, яка приходиться на одну молекулу.

,  - відповідно густина і питома теплолємність газу при сталому обємі.

Теплопровідність не залежить від обєму і збільшується прямо пропорційно кореню квадратному від температури.

Вязкість.     

В’язкість, або внутрішнє тертя, обумовлене переносом імпульса молекул поперек напрямку руху шарів газу, які мають різні швидкості.

- динамічна вязкість.

Сила тертя, що діє на шари, які рухаються швидше, напрямлена проти швидкості. Динамічна вязкість не залежить від тиску обєму і збільшується прямо пропорційно кореню квадратному від температури.

.

Самодифузія

В даному випадку переноситься концентрація. Нехай n1(x) – концентрація першого сорту молекул. n0 – рівноважна концентрація.

- коефіцієнт дифузії

2) Процеси переносу в твердих тілах

В рідинах і твердих тілах механізм я.п. відрізняється від механізму в газах. В тв. тілах і рідинах втрачає зміст уявлення про довжину вільного пробігу і сили взаємодії між молекулами дуже великі і впливають на їхній рух.

 

Самодифузія

Самодифузія відбувається за допомогою трьох механізмів:

а) Якщо у вузлі кристалічної решітки є вакансія. То один із сусудніх атомів може перейти зі свого вузла у вакантний.Для того, щоб мав місце такий процес, потрібно щоб існував градієнт густини вакансій. Також потрібна одночасна наявність двох умов: існування вакансії і утворення у одного із сусудніх атомів достатньо великої енергії коливання, щоб він міг покинути свій вузол.

б) Якщо у атома у вузлі кристалічної решітки утворилась достатньо велика енергія коливання, то він покидає свій вузол. Якщо по сусідству неиає вакансії, то він розташовується між вузлами і потім рухається в міжвузлостях..

в) Може відбутися обмін атомами в сусідніх вузлах решітки.. Цей механізм дифузії не повязаний з рухом дефектів крист. решітки.

Коєфіцієнт дифузії в тв. тілах дуже малий (набагато менший, ніж в газах)

Напр. Для золота , для кисню

Wенергія активації молекули.

- стала, що визначається властивостями речовини.

Теплопровідність

Вона відбувається не через те, що молекули переміщуються в твердому тілі, а через взаємодію між молекулами, в результаті якого їх тепловий рух набуває колективного характеру. В результаті цього тепловий рух молекул в твердому тілі описується як ідеальний газ фононів.

Теплопровідність

- шв. звуку в тв. тілі.

- середня довжина вільного пробігу фононів.

Константа визначається властивостями речовини.

3) Процеси переносу в рідинах

Дифузія

 

Коеф. Дифузії у рідин набагато менший,ніж у газів, але набагато більший ніж у твердих тіл. Типовий його порядок у рідин

Теплопровідність

Так само, як в твердих тілах, теплопровідність в рідинах здійснюється передачею теплового руху від одних молекул до інших в результаті взаємодії. Однак простої картини у вигляді руху фононів не отримується івся терія стає дуже складною і громіздкою. Відмітимо, що теплопровідність у рідин зазвичай в кілька разів перевищує теплопровідність газу про нормальних умовах, але в кілька десятків і сотень разів менша, ніж у твердих тіл.

Вязкість

Динамічна вязкість достатньо добре описується формулою вигляду

Де A i b визначаються властивостями рідини.

Зі збільшенням температури дин. вязкість сильно зменшується, на відміну від газів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78280. Работа редактора над фактическим материалом 73 KB
  Работа редактора над фактическим материалом Функции фактического материала в тексте Факт – предмет журналистского исследования. Приёмы изложения всегда обусловлены функциональным назначением фактического материала. Поэтому так важна правильность передачи информации сквозная оценка и точная разработка фактического материала. Работая над материалами публицистики редактор должен представлять сложность диалектических отношений между мыслью и фактом в журналистском творчестве когда непосредственный контакт с действительностью стимулирует...
78281. Виды ошибок в методике редактирования 71.5 KB
  Виды ошибок РЕЧЕВЫЕ ОШИБКИ Речевые ошибки – это ошибки в коде ошибки плана выражения. В современной науке нет терминологического названия речевой ошибки но когдато оно было. Речевые ошибки делятся на две неравноценные и неравнообъемные группы: нормативные ошибки и обыкновенные опечатки. Опечатки – механические ошибки.
78282. Способы изложения и виды текста 78.5 KB
  Традиционная классификация принятая в теории и практике редактирования выделяла три способа изложения и соответственно три вида текста: повествование описание и рассуждение в некоторых пособиях рассуждение называется изъяснительным способом изложения Цель повествования – передать движение событий во времени. Традиционная трёхкомпонентная повествование описание рассуждение схема бесспорно справедлива и достаточна при рассмотрении редактором текстов художественных произведений. Своё место в ней должно найти сообщение структура...
78283. Основные законы логического мышления и смысловой анализ текста 46 KB
  Основные законы логического мышления и смысловой анализ текста Логический анализ текста необходим на всех стадиях работы над литературным произведением необходим автору критику редактору. Классической логикой выведены и сформулированы четыре основных закона правильного мышления следуя которым мы достигаем его определённости непротиворечивости последовательности и обоснованности. Контроль за соблюдением основных законов логического мышления – обязательный этап анализа текста. Вариантность его смысловой организации не безгранична:...
78284. Виды правки в методике редактирования 44.5 KB
  При втором углублённом чтении внимание редактора направлено на восприятие каждого слова каждого знака текста. Цель редакторской правкивычитки – чтение текста насквозь. Его обязанность – заметить недостатки текста и указать на них но отнюдь не править его исключая разумеется бесспорные ошибки и буквенные опечатки. Цель правкисокращения – уменьшить объем текста довести его до заданного размера.
78285. Бронхо-легенева система в умовах спокою, тренувальних впливів, екстремальних, граничних та патологічних станів: бронхо-легенева система в умовах патології 45.27 KB
  Важливу роль у виникненні бронхіту відіграє курінняпаління. Фактори ризику розвитку ХОЗЛ тривале паління тютюну індекс паління 10 20 пачкорік промислові та побутові шкідливі викиди повітряні полютанти гази та пари хімічних сполук продукти згоряння біологічного палива інфекції дитячі інфекції з тяжким перебігом респіраторні інфекції ВІЛ складний соціальний статус обмеження харчування скупченість переохолодження шкідливі звички; внутрішні – генетично зумовлені спадковий дефіцит α1антитрипсину...
78286. М’язова система в умовах спокою, тренувальних впливів, екстремальних, граничних та патологічних станів: м’язова система в умовах спокою 67.33 KB
  Скоротлива функція скелетного м’яза та його волокон у звичних умовах М’язове скорочення – це відповідь м’язів на стимул який включає потенціал дії в одному або декількох м’язових волокнах. Час між початком дії стимулу на мотонейрон і початком скорочення називається латентною фазою; період часу протягом якого відбувається скорочення – фазою скорочення а період часу протягом якого відбувається розслаблення – фазою розслаблення. Потенціал дії представляє собою електромеханічне явище тоді як скорочення – механічне. Скорочення виникає протягом...
78287. М’язова система в умовах спокою, тренувальних впливів, екстремальних, граничних та патологічних станів: м’язова система в умовах тренувальних впливів, екстремальних та граничних станів 42.94 KB
  Адаптація акліматизація до виконання фізичних вправа в умовах підвищеної температури довколишнього середовища. М’язова діяльність в умовах зниженого атмосферного тиску а також відносної вагомості. Нездужання зумовлені перебуванням в умовах високогір’я.
78288. М’язова система в умовах спокою, тренувальних впливів, екстремальних, граничних та патологічних станів: м’язова система в умовах патологічних станів 47.4 KB
  Головним симптомом фіброміалгії є больові відчуття в ділянці м’язів. На сьогоднішній день лікарі не знають, як лікувати це захворювання. Больові відчуття виникають в м’язах або в місці з’єднання м’язів з суглобами, але не в суглобах. Біль носить хронічний й прогресуючий характер. Відмінною рисою цього захворювання є наявність особливо болючих точок в м’язах.