- •1. Кинематика поступательного движения математической точки
- •2. Кинематика вращательного движения математической точки.
- •3. Принцип инерции Галилея. Законы Ньютона.
- •4. Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.
- •5. Теорема о кинетической энергии тела. Закон сохранения механической энергии.
- •6. Импульс тела. Закон сохранения импульса.
- •7. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •8. Момент силы. Основной закон механики вращательного движения.
- •9. Определение периода колебаний математического маятника. Гармонические колебания.
- •10. Определение периода колебаний физического маятника.
- •11. Основное уравнение мкт. Уравнение Менделеева-Клайперона.
- •12. I начало термодинамики. Изопроцессы.
- •14. Уравнение адиабаты. Адиабатический процесс. Коэффициент Пуассона.
- •15. Работа газа в изопроцессах.
- •16. Статический вес. Энтропия. III начало термодинамики.
- •17. Процессы переноса. Диффузия. Теплопроводность. Внутреннее трение.
- •18. Напряженность и потенциал электростатического поля. Принцип суперпозиции.
- •19. Электрический диполь. Механический вращающийся момент.
- •20. Теорема Гаусса. Циркуляция и ротор электростатического поля.
- •21. Циркуляция вектора. Ротор. Теорема Стокса.
17. Процессы переноса. Диффузия. Теплопроводность. Внутреннее трение.
Если систему вывести из равновесия и предоставить самой себе, то она постепенно вернется в равновесное состояние. При этом в системе будут протекать необратимые процессы, называемые процессами переноса. Различают несколько процессов переноса в зависимости от того, какие параметры системы были выведены из равновесия. Это — процессы переноса энергии, плотности и импульса, и связанные с ними явления теплопроводности, диффузии и вязкости. Процессы переноса возникают, когда имеется градиент какого-либо параметра макросистемы по всему объему макросистемы. При этом возникают потоки параметра в сторону уменьшения параметра.
Установление равновесия термодинамических систем происходит при помощи движения молекул. Это позволяет получить общее уравнение для всех явлений переноса.
Диффузия лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (против градиента концентрации)
Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Важную роль диффузия частиц играет в физике плазмы.
Обычно под диффузией понимают процессы, сопровождающиеся переносом материи, однако иногда диффузионными называют также другие процессы переноса: теплопроводность, вязкое трение и т. п.
Скорость протекания диффузии зависит от многих факторов. Так, в случае металлического стержня тепловая диффузия проходит очень быстро. Если же стержень изготовлен из синтетического материала, тепловая диффузия протекает медленно. Диффузия молекул в общем случае протекает ещё медленнее. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным. Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Например, если медь покрыть золотом, то будет происходить диффузия золота в медь, но при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет толщины в несколько микронов только через несколько тысяч лет.
Теплопрово́дность — это перенос тепловой энергии структурными частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Тре́ние — процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительном движении (смещении) либо при движении твёрдого тела в газообразной или жидкой среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием (англ. friction).
Вну́треннее тре́ние
в газах и жидкостях; то же, что Вязкость.
Вну́треннее тре́ние
в твёрдых телах, свойство твёрдых тел необратимо превращать в теплоту механическую энергию, сообщенную телу в процессе его деформирования. Внутреннее трение связано с двумя различными группами явлений — неупругостью и пластической деформацией.