Молекулярная физика. Афанасьев А.Д - 80 стр.

          по трубе цилиндрического сечения. Скорости отдельных слоев в потоке
          различны: с наибольшей скоростью движется слой газа в средней части
          капилляра, а по мере приближения к стенкам скорость убывает, у самой
          стенки имеется слой газа с нулевой скоростью, так как молекулы газа
          абсорбируются поверхностью (прилипают к ней) (рис.4).Таким образом,
          поперек направления движения наблюдается градиент скорости движущихся
          слоев газа. Для поддержания движения газа по трубе необходимо создать
          разность давлений на ее концах. Однако в результате теплового движения
          молекулы перемещаясь из более быстрого слоя в более медленный и обратно,
          переносят при этом импульс и при столкновениях друг с другом
          обмениваются импульсами. В результате скорость направленного движения
          быстро движущегося слоя уменьшается, а медленно движущегося слоя –
          увеличивается. На границе раздела слоев возникают силы внутреннего
          трения. Необходимо помнить, что силы вязкости являются тангенциальными
          силами, т.е. направлены вдоль поверхности соприкасающихся слоев.
                Тогда поток импульса через единицу площади ∆S границы раздела
                                                                          du
          двух слоев газа, определяется величиной градиента скорости         . Согласно
                                                                          dх
                                                                  f тр     du
          закона Ньютона этот поток импульса К равен К =               = −η , где η–
                                                                  ∆S       dх
          коэффициент внутреннего трения или динамической вязкости. Знак «минус»
          означает, что поток импульса и вектор градиента скорости направлены в
          противоположные стороны. Величина η определяется соотношением
                                            1
                                         η = λ V ρ,                                 (5)
                                            3
          где ρ- плотность газа, λ- средняя длина свободного пробега молекул,
          V -средняя скорость молекул.
                Коэффициент внутреннего трения η, как показывает молекулярно -
          кинетическая теория, в широких пределах от давления не зависит, так как
          плотность газа пропорциональна давлению, а длина свободного пробега
          обратно пропорциональна ему. Единицей динамической вязкости в СИ
          является Па с (Пуаз) т.е. это вязкость такого газа, у которого при площади
          соприкосновения слоев 1 м 2 при градиенте скорости 1 м/с возникает сила
          внутреннего трения, равная 1 Н (1Пз = 0,1 Н с/м2).
                При увеличении скорости или поперечных размеров потока характер
          течения существенным образом изменяется – возникает энергичное
          перемешивание жидкости. Такое течение называется турбулентным.
          Ламинарным или турбулентным является движение жидкости или газа в


                                                     80
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com