
лекции по физике_1 / Lekcija_16-2015
.pdf
Лекция 16
Термодинамические потоки. Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость. Эффузия в разреженном газе. Физический вакуум.
Броуновское движение.
Производство энтропии в необратимых процессах
1

Понимать означает всегда только одно:
познавать взаимосвязи…
Гейзенберг.
2

Потоки:
Вещества – диффузия Тепловой энергии – теплопроводность
Импульса – внутреннее трение (вязкость)
3

ТД потоки восстанавливают равновесие
Диффузия - процесс самопроизвольного выравнивания концентраций веществ в средах (в газах быстрее всего)
Интенсивность потока - J количество физической величины, переносимое за 1с через выбранную поверхность
J jdS
S
j - плотность потока ТД величины
4

j G gradG
G - коэффициент переноса или
кинематический коэффициент.
Знак минус говорит о том, что поток направлен
в сторону уменьшения величины G по одному направлению:
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
S G |
|
jG G G |
|
|
|||
|
|
|
|
|
x |
x |
|
|
G |
G |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перемещение самих потоков - конвекция
5

Общее уравнение переноса
|
|
jG S |
JG |
JG |
Для частиц |
|
|
|
1 |
n G G |
||
|
|
|
j j |
j |
|
||
|
1 |
|
|||||
|
|
|
|||||
j |
|
n |
G G( x ) |
G( x ) |
6 |
|
|
6 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
6

Так как: |
|
G(x ) G(x) G |
|
то |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
|
G |
G G(x ) G(x ) 2 |
x |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность потока: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
jG |
|
|
|
|
1 |
|
n |
G |
||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
jG( x ) |
jG( x ) |
3 |
x |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Поток: |
JG |
1 |
|
n S |
G |
|
|
||||
|
|
|
x |
|
|
||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
7

p x
8

9
Диффузия газов
Диффузия от латинского diffusio – распространение, растекание взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга, вследствие теплового движения частиц вещества.
Диффузия происходит в направлении уменьшения концентрации вещества и ведет к его равномерному распределению по занимаемому объему.
10