Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Термодинамика Реальных Процессов.doc
Скачиваний:
108
Добавлен:
01.11.2018
Размер:
5.4 Mб
Скачать

6. Проводимость и сопротивление.

Дополнительные интересные сведения о пятом начале ОТ можно получить, если углубиться в анализ физического смыс­ла коэффициентов переноса КР , , , L и М . При этом вполне достаточно ограничиться рассмотрением только одной величины КР , ибо через нее выражаются все остальные.

Уже отмечалось, что в уравнениях переноса характеристика КР играет роль обобщенной проводимости. Очевидно, что по своей физической сути проводимость, грубо говоря, должна определять некие пустотные, полостные свойства системы, ее способность пропускать сквозь себя постороннее веще­ство. Это значит, что проводимость сродни емкости, именно поэтому в уравнениях переноса роль проводимости играет емкость.

Однако должно быть совершенно ясно, что способность про­пускать вещество, определяемая емкостью КР , не тождественна способности заполняться веществом, определяемой емкостью К (см. параграф 3 гл. IX). Имеющуюся разницу легко себе представить на условном примере двух капиллярно-пористых тел, обладающих одинаковыми суммарными объемами пор, но различными по размерам и конфигурации капиллярами. У этих тел способности заполняться влагой окажутся оди­наковыми, но пропускательные способности будут между собой не равны из-за неодинаковых гидродинамических сопро­тивлений капилляров. Несходство этих двух способностей находит свое отражение в разнице между емкостями при по­стоянных интенсиалах и постоянных экстенсорах.

Следовательно, коэффициент АР , обратный обобщенной проводимости КР (см. формулу (106)), должен характери­зовать свойство системы сопротивляться прохождению сквозь нее вещества. Иными словами, характеристика АР представ­ляет собой коэффициент обобщенного сопротивления систе­мы, или просто обобщенное сопротивление системы. Чем большей проводимостью обладает система, тем меньше ее сопротивление и наоборот. Отдельные частные виды сопро­тивлений обозначим через А , А , AL и АМ , они обратны со­ответственно проводимостям , , L и М.

На практике находит применение следующая частная форма полного сопротивления проводника длиной х и сече­нием F :

R = AMх = х/M = AL(х/F) = х/(FL) (131)

Через полное сопротивление R потоки J и I выражаются так:

J = P/(RF) (132)

I = FJ = P/R (133)

E = JFt = It = Pt/R (134)

где ΔΡ - разность интенсиалов на концах проводника; Ε - количество перенесенного вещества; t - длительность процес­са. В форме (133) обычно записывается закон электропро­водности Ома.

Все сказанное позволяет хорошо уяснить смысл вели­чин, входящих в равенство (106) [ТРП, стр.147-149].

7. Вторая специфическая мера качества, или структуры, вещества.

Очевидно, что величина АР , тождественная сопротивлению и обратная емкости, по сути дела должна характеризовать заполненность системы собственным веществом, полноту структуры этого вещества, причем эта полнота рассматри­вается под углом зрения способности системы пропускать переносимое вещество. Следовательно, величина АР тоже представляет собой некую меру качества, структуры веще­ства, или просто структуру вещества.

Одна структура нам уже известна - эта величина А , она определяется формулой (60). Очевидно, что структуры А и АР не тождественны: первая подчеркивает заполненность си­стемы собственным веществом, оставляя открытым вопрос о возможности проникновения постороннего вещества в си­стему, вторая, наоборот, делает упор на проницаемость системы для постороннего вещества, не подчеркивая роли заполненности. В совокупности обе величины хорошо опре­деляют главные свойства структуры системы, дополняя друг друга.

В силу сказанного величину АР в отличие от А целесооб­разно именовать второй мерой качества вещества, или вто­рой структурой. При этом вторая мера качества АР , как и первая А , является мерой специфической, сопряженной с каждым отдельным специфическим веществом системы.

Таким образом, коэффициент АР играет роль второй ха­рактеристики, входящей в состав меры Ν2 уравнения (15) применительно к ансамблю простых явлений (26). Теперь вместо выражения (70) мы должны записать

N2 = f(А ; АР) (135)

где f - некоторая функция, зависящая от особенностей структуры системы.

В соответствии с этим полная совокупность главных ко­личественных мер (71), характеризующих ансамбль простых явлений, должна быть несколько дополнена. Имеем

N1 = E ; N2 = f(А ; АР) ; N4 = U ; N5 = P (136)

Полученный результат интересен с познавательной точки зрения. Оказывается, хорошо известное понятие сопротивле­ния является второй количественной мерой структуры, бла­годаря чему оно попадает в разряд главнейших характерис­тик вещества. Такая новая окраска сопротивления, прово­димости и емкости при постоянных интенсиалах позволяет по-новому взглянуть на пятое и третье начала, на их взаим­ную связь и на проблему единства окружающего мира и его законов [ТРП, стр.149-150].