Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 151 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
151
Явления переноса в термодинамически
неравновесных системах
До сих пор мы рассматривали газ, находящийся в равновесном со-
стоянии. Такое состояние газа характеризуется тем, что параметры газа
(объем, давление, температура) не изменяются. Теперь рассмотрим яв-
ления, возникающие при отклонении газа от равновесия, причем огра-
ничимся случаями, когда отклонения невелики. Подобные явления на-
зываются явлениями переноса.
Явления переноса – необратимые процессы в термодинамически
неравновесных системах, в результате которых происходит пространст-
венный перенос энергии, массы или импульса (таблица 8).
Таблица 8
Общие сведения о явлениях переноса (одномерный случай)
Явление
переноса
Переносимая
физическая
величина
Закон,
описывающий
явление переноса
Коэффициенты
λ
,
D
и
η
Теплопровод-
ность
Энергия
Закон Фурье
E
dT
j
dx
λ
= − ⋅
(298)
1
V
c l
λ ρ υ
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Диффузия Масса
Закон Фика
m
d
j D
dx
ρ
= − ⋅
(299)
1
D l
υ
= ⋅ ⋅
Внутреннее трение
(вязкость)
Импульс
Закон Ньютона
p
d
j
dx
υ
η
= − ⋅
(300)
1
3
l
η ρ υ
= ⋅ ⋅ ⋅
В таблице 8:
E
j
,
m
j
,
p
j
– соответственно плотность теплового по-
тока, плотность потока массы и плотность потока импульса;
, ,
D
λ η
–
соответственно коэффициенты теплопроводности, диффузии и динами-
ческой вязкости;
, ,
dT d d
dx dx dx
ρ υ
– соответственно градиенты температуры,
плотности и скорости;
V
c
– удельная теплоёмкость газа при постоянном
объёме;
ρ
– плотность газа;
υ
– средняя скорость теплового движе-
ния молекул;
l
– средняя длина свободного пробега молекул.
[ ] [ ] [ ]
2
1 ; 1 ; 1
Вт м
D
Па с
м К с
λ η
⋅
⋅
.
Теплопроводность – один из видов явлений переноса, заклю-
чающийся в том, что если в одной области газа средняя кинетическая

Страницы