34. Диффузия в газах

Диффузией называется обусловленное тепловым движением молекул самопроизвольное выравнивание концентраций в смеси различных веществ. Этот процесс наблюдается в твердых, жидких и газообразных средах.

Явление диффузии подчиняется закону Фика: , где— плотность потока массы, равная массе вещества, которое диффундирует за единицу времени через единицу площади в направлении оси , — плотность вещества.

Другая форма закона Фика: , где— плотность потока молекул, равная числу молекул, которые диффундируют за единицу времени через единицу площади в направлении оси , — концентрация молекул.

— коэффициент диффузии. Выражение для коэффициента диффузии, когда молекулы обеих компонент смеси одинаковы по массе и эффективному диаметру, полученное на основе молекулярно-кинетических представлений: , где — средняя арифметическая скорость молекул,— средняя длина свободного пробега молекул.

35. Вязкость газов

Вязкость газов (явление внутреннего трения) — это появление сил трения между слоями газа, движущимися друг относительно друга параллельно и с разными по величине скоростями. Взаимодействие двух слоев газа рассматривается как процесс, в ходе которого от одного слоя к другому передается импульс. Сила трения на единицу площади между двумя слоями газа, равная импульсу, передаваемому за секунду от слоя к слою через единицу площади, определяетсязаконом Ньютона: — градиент скорости в направлении перпендикулярном направлению движения слоев газа. Знак минус указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.— динамическая вязкость., где— плотность газа,— средняя арифметическая скорость молекул,— средняя длина свободного пробега молекул.

— кинематический коэффициент вязкости.

36. Первое начало термодинамики

Тепло , полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами : . Первое начало термодинамики — это закон сохранения и превращения энергии применительно к термодинамическим процессам. Работа внешних тел над системой связана с работой системы над внешними телами соотношением: .

Работа газа при изобарическом расширении (при расширении с постоянным давлением): .

В общем случае работа газа при изменении его объема от до : .Графически работа — площадь криволинейной трапеции на графике , ограниченная осью абсцисс , прямыми , и кривой .