§33. Явление диффузии.

Определение:Явлением диффузии называется самопроизвольное взаимное проникновение и перемещение частиц

двух соприкасающихся газов, жидкостей и твёрдых тел.

В химически однородном газе явление диффузии заключается в переносе вещества из мест с большой плотностью в области с меньшей плотностью и подчиняется закону Фика.

Закон Фика: ,-градиент плотности равный изменению плотности вещества на

единицу замены.

Определение:Удельный поток массы - это величина численно равная массе вещества, которое диффунди-

рует за единицу времени, через плоскую поверхность единичной площади ортогональной к направле-

нию переноса вещества.

Физический смысл знака « - »в законе Фика заключается в том, что перенос вещества осуществляется в сторону убывания плотности.

Коэффициент диффузии ()- это физическая величина, численно равная удельному потоку массы при единичном градиенте плотности вещества.

Для идеальных газов: , где- средняя арифметическая скорости молекул;

- средняя длина свободного пробела молекул.

Элементарная масса переносимая при диффузии через малую площадку площади за бесконечно малый промежуток временивычисляется по формуле:

При равномерном изменении плотности масса диффундируемого вещества вычисляется по формуле:

, где- масса вещества переносимого через плоскую поверхность конечных размеров площадьюза конечный интервал.

0

Одномерную диффузию можно создать в длинной трубке малого диаметра поддерживая на разных концах разные плотности в течении какого-то промежутка времени.

§34. Явление внутреннего трения (вязкости).

Определение: Явлением внутреннего трения называется процесс, связанный с появлением трения между слоями газа

или жидкости, движущихся параллельно друг другу с разными скоростями.

Быстро движущийся слой ускоряет движение более медленного слоя и наоборот.

Механизм этого явления заключается в следующем: У молекул быстро движущихся слоёв скорость упорядоченного направленного движения больше. Попадая в медленно движущиеся слои, эти молекулы в результате соударения часть импульса будут отдавать молекулам данного слоя, у которых будет возрастать скорость упорядоченного направленного движения. Обратно молекулы из медленно движущегося слоя попадают в быстро движущийся слой будут замедлять направленное упорядоченное движение молекул этого слоя.

Явление внутреннего трения подчиняется законам Ньютона:

0

Определение:Напряжение трением () – это физическая величина численно равная силе внутреннего

трения, действующей на единицу площади поверхности соприкосновения слоёв.

- это градиент скорости, он характеризует изменение скорости движения слоёв приходящееся на единицу длины в направлении внутренней нормали соприкасающихся слоёв. НаправлениеZ- это и есть направление внутренней нормали.

Физический смысл знака «-» в законе Ньютона указывает на то, что внутреннее трение тормозит движение более быстрых слоёв.

Определение:Коэффициент внутреннего трения () численно равен напряжению внутреннего трения при единич-

ном градиенте скорости (Данный коэффициент ещё называют кинематическим коэффициентом вяз-

кости).

Для идеальных газов , где- плотность газа.

При равномерном изменении скорости слоёв, между двумя соприкасающимися слоями возникает сила внутреннего трения равная: , где- площадь соприкосновения слоёв.

0

Элементарная сила внутреннего трения действующая на бесконечно малую площадь соприкосновения двух слоёв вычисляется по формуле: .