Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған


Тасымалдау құбылыстарының жалпы теңдеуі



жүктеу/скачать 2,93 Mb.
бет15/27
Дата21.10.2019
өлшемі2,93 Mb.
#50323
түріЛекция
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   27
Байланысты:
Лекция Физика 1-каз


8.5 Тасымалдау құбылыстарының жалпы теңдеуі
Егер термодинамикалық жүйе тепе-теңдік күйде болмаса, жүйеде тасымалдау құбылыстары деп аталатын қайтымсыз ерекше процестер жүреді. Олардың нәтижесінде массаның, импульстің және энергияның кеңістіктегі тасымалдануы жүреді.
Тасымалдау құбылыстарына диффузия (массаның тасымалдануы), ішкі үйкеліс ( импульстің тасымалдануы) және жылу өткізгіштік ( энергияның тасымалдануы) жатады.
Тасымалдау құбылыстарының жалпы теңдеуі молекула-кинетикалық теория негізінде алынады.

Егер тасымалдау тек x - осі бойымен өтетін болса, онда
N

1

v

n

S t

,



















3




x










мұндағы

- газдың тасымалданатын физикалық сипаттамасы,

N - тасымалдану кезінде t уақыт ішіндегі

x - осі бағытына перпендикуляр

орналасқан

S аудан арқылы өтетін молекулалар саны,




n

қатынасы n -




























x


шамасының градиенті



Бұл жағдайдағы тасымалданатын шама – молекула массасы m0 . Олай болса


n nm0 ,
ал
N Nm0 M .
Сонда

M1 v S t .

3

x




1







v D ,

м2

деп диффузия коэффициентін белгілесек,

3

с












M D S t ,

диффузия теңдеуін немесе Фик заңын аламыз.


Диффузия коэффициенті D газ қысымына кері пропорционал (себебі 1/ p ) және температураның квадрат түбіріне тура пропорционал (себебі
T )

Ішкі үйкеліс

~
v ~



Бұл жағдайдағы тасымалданатын шама – молекула импульсы m0u . Мұндағы u - газ қабатының жылдамдығы. Олай болса



n nm0u nm0 u ,
ал
NNm0uK ,
мұндағы K F t - шекаралық S аудандағы t уақыт ішіндегі газ қабаттары импульстерінің өзгерісі. Сонда

























F t

1

v nm0

u

S t .








































1






















3






















x










v,

Па с деп ішкі үйкеліс коэффициентін белгілесек,







3


































u





































F




S















































































0 x



















ішкі үйкеліс теңдеуін немесе Ньютон заңын аламыз.

~ 1/ p , ал ~ p ) және

Ішкі үйкеліс коэффициенті қысымға тәуелсіз (себебі

температураның квадрат түбіріне тура пропорционал.

Бірақ вакуум үшін

қысымға тәуелсіз, сондықтан ~ p .








































Бұл жағдайдағы тасымалданатын шама – молекуланың энергиясы













i













i













i































kT

Олай болса nn







kT n







k T ,













2

2

2


















































































i











































ал

NN




kTQ ,








































2







































































































мұндағы Q - температураның кему бағытына перпендикуляр орналасқан S

аудан арқылы t




уақыт ішінде тасымалданатын жылу мөлшері.



Сонда

Q

1

v с

T

S t

1

v cV

,

Дж

3













м с К

3

V x





деп жылу өткізгіштік коэффициентін белгілесек,



T

Q S t

жылу өткізгіштік теңдеуін немесе Фурье заңын аламыз.


Жылу өткізгіштік коэффициенті қысымға тәуелсіз, себебі ~ 1/ p , ал


  • p . Бірақ вакуум үшін қысымға тәуелсіз, сондықтан ~ p . Сиретілген газ

үшін жылу өткізгіштік коэффициентінің қысымға тәуелділігі Дьюар ыдысында ( термос) пайдаланылады.

Тасымалдау коэффициенттерінің арасында мына байланыстар бар

, cV .




D

  1. лекция.


жүктеу/скачать 2,93 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   27



©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет