Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

15
Сдвигающее напряжение
xz
τ
′
создает в газе, обусловленное
внутренним трением, касательное напряжение
xz
τ
равное
xz
τ
′
, но
противоположно направленное
xz
τ
′
.
По закону Ньютона касательное напряжение, создаваемое в газе
внутренним трением, прямо пропорционально градиенту скорости, т. е.
,
dz
dV
xz
ητ−=
′
(3)
где
η
– коэффициент внутреннего трения, иначе называемый
коэффициентом динамической вязкости. Молекулы слоя газа, который
прилегает к движущейся пластинке, могут временно адсорбироваться
пластинкой. Когда через некоторое время они оторвутся от пластинки, то
их движение будет происходить по инерции со скоростью пластинки
0
V
.
Таким образом, каждая из этих молекул приобретает от движущейся
пластинки количество движения в направлении движения пластинки.
Кроме скорости
0
V
рассматриваемые молекулы, как и все остальные,
имеют среднюю скорость неупорядоченного теплового движения
U
. Из
слоя, прилегающего к движущейся пластинке, молекулы могут попадать в
соседние слои и, сталкиваясь там с молекулами, сообщать им некоторое
добавочное количество направленного движения, заимствованного от
движущейся пластинки. Перемешивание молекул разных слоев,
происходящее в силу их хаотического движения, приводит к
выравниванию скоростей движения разных слоев. Согласно кинетической
теории, существование внутреннего трения в газах состоит в переносе
молекулами количества движения, причем этот процесс происходит в
направлении, противоположном градиенту скорости.
Если в какой-то момент времени устранить причины, создающие
движение газа, то скорости движения различных слоев начнут
выравниваться, для чего необходимо наличие силы внутреннего трения,
действующей между слоями газа. Величина этой силы, как следует из
уравнений (2) и (3), равна
.
dz
dV
Sf
xz
η−=
(4)
Вязкость
η
численно равна силе внутреннего трения, действующей
на единицу площади границы раздела параллельно движущихся слоев газа,
когда скорость их движения уменьшается на единицу при перемещении в
направлении, перпендикулярном к границе, на единицу длины.

Страницы