Физические свойства газов и жидкостей. Богословский С.В. - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПб ГУАП | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

37
Следовательно,
()()
0
()
i
t
ii
ii
t
Xt X X X e
−
τ
=
−=−
.
Эта величина обращается в нуль лишь по истечении бесконечно боль-
шого времени t, что и требовалось доказать. Однако физическая систе-
ма может, достигнув равновесного состояния по одним параметрам, ос-
таться неравновесной по другим, т. е. находиться в состоянии частично-
го равновесия.
Микроскопическая теория релаксации базируется на молекулярно-
кинетической теории, рассматривающей процессы в макроскопических
системах как проявление движения и взаимодействия атомных и суба-
томных частиц. Теория релаксации наиболее разработана применительно
к газам, в которых равновесие устанавливается благодаря столкнове-
нию частиц газа. При столкновениях частицы обмениваются энергия-
ми и импульсами. ⋅астоты столкновений и эффективность обмена выра-
жаются через вероятности столкновений. Вероятности обмена энергия-
ми и импульсами при столкновениях для частиц различных сортов мо-
гут существенно отличаться, что сказывается на релаксационных про-
цессах в системе. В электронно-ионной плазме, например, различие масс
электронов и ионов приводит к тому, что эти частицы легко обменива-
ются импульсами, но обмен энергией между подсистемами электронов
и ионов затруднен. В самих же подсистемах (при электрон-электрон-
ных и ион-ионных столкновениях) обмен импульсами и энергиями идет
в одном темпе. В результате быстро устанавливается равновесие в ион-
ной и электронной подсистемах плазмы в отдельности, но равновесие в
плазме в целом устанавливается медленнее.
В этих условиях частично равновесное состояние может быть описа-
но введением различных температур подсистем. Самый медленный про-
цесс – выравнивание температур подсистем – последний этап релакса-
ции.
Характеристиками столкновений в газе является среднее время сво-
бодного пробега частиц
пр
τ
и его длина L = V
пр
τ
(V – средняя скорость
частиц). По порядку величины
пр
τ
совпадает с временем установления
локального равновесия в объеме газа
пр
τ
~ L
3
(быстрая релаксация). Ло-
кально-равновесное состояние описывается макроскопическими пара-
метрами (Т, ρ и др.), которые различны для разных локально-равновес-

Страницы