Какие явления переноса вам известны что в них переносится

42 Явления переноса

Вопрос № 21: Явления переноса:

1. Эмпирические законы.

Явления переноса – необратимый процесс, возникающий при нарушении равновесия в системе, и стремящийся перевести систему в равновесное состояние.

1. Перенос импульса – вязкость, или внутреннее трение. Ньютон.

2. Перенос энергии – теплопроводность. Фурье.

3. Перенос массы – диффузия. Фик.

Рекомендуемые файлы

Неоднородность в пространстве количественной величины задаётся с помощью её градиента.

Градиент – вектор, характеризующий изменение величины, при перемещении на единичную длину и направлении в сторону наибольшего возрастания величины.

Перенос импульса – вязкость:

Это свойство, благодаря которому выравниваются скорости движения различных слоёв газа.

Пусть скорость потока газа меняется от слоя к слою вдоль оси ОХ:

На границе между слоями действует сила трения, величина которой определяется эмпирическим законом ньютона.

S – площадь поверхности слоя, перпендикулярная ОХ.

– коэффициент вязкости.

Физический смысл коэффициента вязкости – он численно равен силе внутреннего трения, действующей на единицу площади при единичном градиенте скорости.

Перенос энергии – теплопроводность:

Процесс передачи теплоты от более нагретого слоя к менее нагретому за счёт хаотичного движения молекул.

Лекция «Свойства угарного газа (СО)» также может быть Вам полезна.

– Эмпирический закон Фурье. “-” – передача теплоты противоположена направлению градиента.

к – коэффициент теплопроводности. – числено равен количеству теплоты, проходящей через единичную поверхность, за единицу времени, при единичном градиенте температур.

Диффузия – перенос массы:

Процесс выравнивания концентрации, сопровождающийся переносом массы из области с меньшей концентрацией в область с большей.

– закон Фика.

D – коэффициент диффузии, показывает массу, проходящую через единичную поверхность, за единицу времени, при единичном градиенте плотности.

Источник

Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость)

В неравновесных системах возникают особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса, в результате которых происходит пространственный перенос массы, энергии, импульса.

Диффузия обусловлена переносом массы, теплопроводность – переносом энергии, а вязкость – переносом импульса.

Для характеристики необратимых процессов переноса вводятся параметры теплового движения молекул: среднее число соударений молекулы в единицу времени и средняя длина свободного пробега молекул .

Среднее число соударений молекулы за 1 с : ,

где d – эффективный диаметр молекул, т.е. минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул,

– эффективное сечение молекул, – концентрация молекул,

– средняя арифметическая скорость молекул.

Средняя длина свободного пробега молекул , т.е. средний путь, проходимый молекулой между двумя последовательными столкновениями:

.

При рассмотрении одномерных явлений переноса система отсчета выбирается так, чтобы ось х была ориентирована в направлении переноса.

1. Диффузия. Явление диффузии заключается в том, что происходит самопроизвольное взаимопроникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел. Диффузия сводится к переносу массы, возникает и продолжается до тех пор, пока на границе соприкосновения двух сред градиент плотности отличен от нуля.

Градиент плотности вдоль выбранной оси х, перпендикулярной плоскости соприкосновения двух сред, обозначается как и показывает как быстро изменяется величина плотности от точки к точке вдоль оси х.

Количественно явление диффузии подчиняется закону Фика:

,

где – плотность потока массы, то есть величина, определяемая массой газа, диффундирующего через единичную площадку S в единицу времени,

D – коэффициент диффузии.

Знак минус в приведенной формуле означает, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности.

Согласно молекулярно-кинетической теории идеального газа, коэффициент диффузии D: ,

где – средняя скорость теплового движения молекул,

– средняя длина свободного пробега молекул.

2. Теплопроводность. Если в одной области газа температура больше,чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул происходит процесс выравнивания средних кинетических энергий молекул, то есть процесс выравнивания температуры. Этот процесс переноса энергии, называемый теплопроводностью, возникает и продолжается до тех пор, пока на границе соприкосновения двух частей газа градиент температуры отличен от нуля.

Градиент температуры Т газа вдоль выбранной оси х, перпендикулярной плоскости соприкосновения двух частей газа, имеющих различную температуру, обозначается как и показывает как быстро изменяется температура газа от точки к точке вдоль оси х.

Количественно теплопроводность подчиняется закону Фурье:

,

где– плотность теплового потока, определяемая энергией, переносимой в форме теплоты через единичную площадку S в единицу времени,

– градиент температуры в направлении x, перпендикулярном выбранной площадке S,

– коэффициент теплопроводности.

Знак минус в приведенной формуле означает, что при теплопроводности энергия переносится в направлении убывания температуры.

Согласно молекулярно-кинетической теории идеального газа, коэффициент теплопроводности: ,

где – удельная теплоемкость газа при изохорном процессе (количество теплоты, необходимое для изохорного нагревания 1 кг газа на 1 К),

– плотность газа,

– средняя скорость теплового движения молекул,

– средняя длина свободного пробега молекул.

3. Вязкость. Вязкость это свойство жидкости или газа, обусловленное внутренним трением между соприкасающимися параллельными слоями жидкости или газа, движущимися с различными скоростями. В результате, импульс слоя, движущегося быстрее, уменьшается, а движущегося медленнее – увеличивается, что приводит к торможению слоя, движущегося быстрее, и ускорению слоя, движущегося медленнее. Другими словами, внутреннее трение приводит к переносу импульса от одного движущегося слоя жидкости или газа к другому соприкасающемуся с ним слою.

Количественно сила внутреннего трения между двумя соприкасающимися слоями жидкости или газа подчиняется закону Ньютона:

,

где h – коэффициент динамической вязкости,

– градиент скорости, показывающий быстроту изменения скорости течения жидкости или газа от слоя к слою в направлении х, перпендикулярном направлению движения слоев,

S – площадь соприкосновения слоев жидкости или газа, на которые действует сила внутреннего трения F.

Закон Ньютона для внутреннего трения можно представить в виде:

,

где – плотность потока импульса – величина, определяемая импульсом, переносимым в единицу времени через единичную площадку S соприкосновения слоев жидкости или газа в направлении оси х, перпендикулярном направлению движения слоев жидкости или газа.

Знак минус в приведенной формуле означает, что импульс переносится от слоя к слою жидкости (газа) в направлении убывания скорости их движения.

Согласно молекулярно-кинетической теории идеального газа, коэффициент динамической вязкости идеального газа h определяется следующим образом:

,

где – плотность газа,

– средняя скорость теплового движения молекул,

– средняя длина свободного пробега молекул.

Источник

Явления переноса

Явления переноса объединяют группу процессов, связанных с неоднородностями плотности, температуры или скорости упорядоченного перемещения отдельных слоев вещества.

Выравнивание неоднородностей приводит к возникновению явлений переноса. К этим явлениям относятся диффузия, вязкость и теплопроводность.

Явление переноса заключается в том, что возникает упорядоченный перенос массы (диффузия), импульса (вязкость) и внутренней энергии (теплопроводность). При этом нарушается полная хаотичность движения молекул и максвелловское распределение молекул по скоростям.

Микроскопические процессы в статистически неравновесных системах исследуются методами физической кинетики. Она изучает процессы установления равновесия в системах, первоначально находившихся в неравновесном состоянии. Физическая кинетика исходит из представлений о молекулярном строении рассматриваемых сред и силах взаимодействия между составляющими их молекулами. Это дает возможность рассчитать кинетические коэффициенты процессов.

Время релаксации.Рассмотрим случай, когда замкнутая макроскопическая система в начальный момент находится не в равновесном состоянии. а в одном из маловероятных состояний. Это может произойти в результате какого-либо внешнего воздействия, которое затем устраняется и система становится замкнутой. Примером может служить газ, неравномерно распределенный внутри сосуда. По истечении некоторого времени, которое называется временем релаксации t, система, которая первоначально находилась в неравновесном, маловероятном состоянии, переходит в наиболее вероятное, равновесное состояние. Протекающие при этом в системе процессы зависят от природы системы и характера отклонения ее от равновесного состояния.

Время, в течение которого система достигает равновесного состояния, называется временем релаксации.

Это время может составлять как доли секунды, так и столетия, в зависимости от вида взаимодействия между частицами системы и от частоты переходов между различными доступными состояниями системы.

Эффективное сечение рассеяния. Поскольку молекулы газа движутся беспорядочно, вследствие этого они должны случайным образом сталкиваться друг с другом, отклоняясь от направления своего движения. Две молекулы могут столкнуться (упруго или не упруго), если расстояние между их центрами будет меньше их диаметра d (рис.1.9.1).

Каждое столкновение происходит после прохождения молекулой средней длины свободного пробега l. В соответствие с этим вводят понятие эффективного сечения рассеяния s=pd 2 (площадь круга диаметром d). Это основная характеристика вероятности возникновения определенного конечного состояния двух сталкивающихся частиц.

Длина свободного пробега и эффективное сечение связаны между собой соотношением

Эффективное сечение зависит от скорости молекул, а значит от температуры. Следует заметить, что, вообще говоря, эффективное сечение имеет чисто геометрический смысл, а является вероятностной характеристикой процесса. Большая величина эффективного сечения не обусловлена большими размерами молекулы, однако, определяет большую вероятность столкновения.

Диффузия представляет собой перенос молекул вещества в направлении уменьшения концентрации частиц. Если концентрации вещества изменяется по координате x, оставаясь постоянной по двум другим, тогда нестационарный процесс выравнивания концентраций, описывается законом Фика:

,

,

Диффузия имеет место, как в газах, так и в жидкостях и твердых телах. Однако коэффициент диффузии в этой последовательности резко уменьшается.

Теплопроводность проявляется при наличии разности температур и представляет собой направленный перенос тепла от более нагретых частей газа к менее нагретым (посредством столкновения молекул), приводящий к выравниванию температур.

Будем считать, что изменение (градиент) температуры имеет место по одной координате х. Тогда перемещение тепла между стенками осуществляется последовательным переносом тепла от одного слоя газа к другому.

Поток тепловой энергии через единицу площади, или плотность теплового потока пропорционален градиенту температуры с обратным знаком (закон Фурье)

,

Коэффициент теплопроводности численно равен потоку тепла при градиенте температуры равном единице [1K/м]. В технике его иногда выражают в [кДж/(м€час€град)].

Молекулярно-кинетический расчет коэффициента теплопроводности приводит к результату

,

с_v— удельная теплоемкость при постоянном объеме;

Связь l с концентрацией и длиной свободного пробега показывает, что коэффициент теплопроводности газов не зависит от давления. Молекулы легких газов имеют большую среднюю скорость и, соответственно, больший коэффициент теплопроводности. Это подтверждают эксперименты и применяется на практике.

Наряду с коэффициентом теплопроводности на практике используется также коэффициент температуропроводности

.

Размерность коэффициента температуропроводности [м 2 /с] и его величина совпадают с коэффициентом диффузии D. Он представляет собой коэффициент «диффузии температуры». Если коэффициент теплопроводности характеризует способность среды проводить тепло. то коэффициент температуропроводности служит мерой теплоинерционных свойст вещества. Другими словами, скорость изменения температуры во времени dT/dt в любой точке пространства пропорциональна а. выравнивание температуры быстрее происходит там. где больше а. Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещещства. Например, газы и жидкости имеют большую теплоинерционность и, значит, малый коэффициент температуропроводности. Металлы, имея малую тепловую инерцию, обладают большим коэффициентом температуропроводности.

В нестационарных явлениях тепло и массопереноса (диффузия и теплопроводность между двумя сосудами или между объектом и средой) важной характеристикой служит время установления равновесия. Вследствие этого вводится в качестве параметра процесса время релаксации (постоянная времени) t. Это время. за которое разность концентраций или температур уменьшится в е раз. Величина t связана с кинетическими параметрами вещества (l, D, с_р, r) и геометрическими характеристиками объектов.

Вязкостью называют силу трения между слоями газа или жидкости, движущимися друг относительно друга параллельно с различными скоростями, что приводит к переносу импульса в перпендикулярном к скорости направлении

,

где j_p— напряжение трения или плотность потока импульса;

С физической точки зрения динамическая вязкость численно равна импульсу, переносимому в единицу времени через плоскость 1м 2 при градиенте скорости в направлении перпендикулярном плоскости равном единице (1м/с на 1м длины).

При молекулярно-кинетическом рассмотрении динамическая вязкость принимает вид

.

Из этого выражения следует, что динамическая вязкость газов не зависит от давления и возрастает с повышением температуры. Вязкость жидкостей с повышением температуры уменьшается. Эксперименты подтверждают такие выводы.

Кроме динамической вязкости используется также кинематическая вязкость n:

Она имеет такую же размерность, как и коэффициент диффузии и численно ему равна. В соответствие с этим кинематическую вязкость можно назвать коэффициентом диффузии скорости.

Источник

Лекция на тему «Явления переноса «

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Явления переноса Теплопроводность. В состоянии равновесия температура Т во всех точках системы одинакова. При отклонении температуры от равновесного значения в некоторой области в системе возникает движение теплоты в таких направлениях, чтобы сделать температуру всех частей системы одинаковой. Связанный с этим движением перенос теплоты называется теплопроводностью. Диффузия. В состоянии равновесия плотность каждой из компонент во всех точках фазы одинакова. При отклонении плотности от равновесного значения в некоторой области в системе возникает движение компонент вещества в таких направлениях, чтобы сделать плотность каждой из компонент постоянной по всему объему системы. Связанный с этим движением перенос вещества компонент, составляющих фазу, называется диффузией.

Явления переноса Теплопроводность: закон Фурье

Явления переноса Диффузия: закон Фика Бинаная смесь. Через перпендикулярную к z площадку S устанавливается поток молекул 1-го сорта массы M1:

Явления переноса Уравнение переноса. Явление переноса в газах. Общее уравнение переноса. Пусть G характеризует некоторое молекулярное свойство, отнесенное к одной молекуле. Этим свойством может быть энергия, импульс, концентрация, электрический заряд и т. д. При наличии градиента G имеет место движение G в направлении его уменьшения. Пусть ось X направлена вдоль градиента G. Среднее расстояние, пробегаемое молекулами, пересекающими площадку dS после последнего столкновения, равно 2 /3. Эта величина в большинстве случаев достаточно мала и G на расстоянии 2 /3 от площадки dS можно представить в виде

Явления переноса Поскольку n0 = 1/σ не зависит от давления, a

Т1/2 и также не зависит от давления, можно заключить, что теплопроводность не зависит от давления, что хорошо подтверждается экспериментом, и увеличивается приблизительно прямо про- пропорционально корню квадратному из температуры. Здесь использовано выражение «приблизительно» потому, что с увеличением температуры поперечное сечение σ несколько уменьшается.

Явления переноса Вязкость. В результате теплового движения молекулы перелетают из одного слоя газа в другой, перенося при этом свой импульс упорядоченного движения из одного слоя в другой. В результате обмена молекулами между слоями, движущимися с различ- различными скоростями, импульс упорядоченного движения быстрее движущегося слоя уменьшается, а медленнее движущегося — увеличивается. Это означает, что быстрее движущийся слой тормозится, а медленнее движущийся ускоряется. В этом и состоит механизм возникновения силы внутреннего трения между слоями газа, движущимися с различными скоростями.

Явления переноса Сила трения, τ, отнесенная к площади трущихся поверхностей газа, равна потоку импульса упорядоченного движения в перпендикулярном скорости направлении. — динамическая вязкость (Дж. Максвелл, 1860 г.) динамическая вязкость не зависит от давления и растет в основном пропорционально корню квадратному от температуры, (небольшой рост связан с уменьшением σ при росте температуры.

Явления переноса Независимость динамической вязкости, т. е. силы трения, от давления и, следовательно, от плотности газа. Длина свободного пробега изменяется обратно пропорционально давлению, а концентрация молекул — прямо пропорционально. Переносимый каждой молекулой импульс упорядоченного движения прямо пропорционален длине свободного пробега, т. е. обратно пропорционален давлению. Поскольку концентрация молекул, переносящих импульс, прямо пропорциональна давлению, получается, что суммарный переносимый молекулами импульс, отнесенный к промежутку времени и объему, не зависит от давления (подтверждается экспериментально). Единицей динамической вязкости является 1 Па∙с. Динамическая вязкость газов при температуре 20°С и атмосферном давлении имеет порядок 10-5 Па∙с. Кинематическая вязкость:

Явления переноса Самодиффузия. Пусть молекулы равномерно заполняют некоторый объем. Допустим, что все молекулы одинаковы по всем своим механическим и динамическим параметрам, однако могут отличаться по некоторому признаку, не оказывающему влияние ни на взаимодействие между молекулами, ни на их движения. Таким образом, переносимым признаком в этом случае является просто идентичность молекул, т. е. признак их индивидуальной идентификации. Назовем условно этот признак «цветом» и будем считать, что имеются белые и черные молекулы. Предположим, что концентрация белых и черных молекул в пространстве неоднородна. Очевидно, что в состоянии равновесия как «черный», так и «белый» сорт молекул должен равномерно заполнить весь объем. Поэтому при неоднородном распределении начнется выравнивание концентраций в результате столкновений между молекулами. Переносимым количеством в этом случае является концентрация рассматриваемого сорта молекул.

Явления переноса При фиксированной температуре =const, а l

1/р. Следовательно, при T=const D

1/р. С другой стороны, при фиксированном давлении l

Т, a Следовательно, при p=const D

Т3/2. Эти заключения были тщательно проверены в экспериментах. Соотношение Dp = const, соблюдается в довольно широком интервале давлений для не очень плотных газов с точностью до нескольких десятков процентов. В зависимости от температуры D растет несколько быстрее, чем пропорционально Т3/2. Это объясняется тем, что при росте Т несколько уменьшается поперечное сечение, что приводит к дополнительному увеличению длины свободного пробега. Коэффициент диффузии для кислорода и азота в воздухе при нормальных условиях имеет порядок 10-5 м2/с.

Явления переноса Связь между коэффициентами, характеризующими уравнение переноса. где cv— удельная теплоемкость при постоянном объеме, ρ — плотность вещества. Наличие этой связи между коэффициентами процессов переноса обусловлено одинаковостью физической природы процессов переноса.

Явления переноса Взаимодиффузия в газе из различных молекул. Если имеется два сорта молекул, различающихся динамическими свойствами и характером взаимодействия, то процесс диффузии значительно усложняется. Пусть для определенности имеются тяжелые и легкие молекулы. Обозначим концентрации молекул n1 и n2. Условие постоянства давления и температуры по всему объему по закону Дальтона имеет вид Для диффузионных потоков молекул каждого сорта

Явления переноса Поэтому полный поток первой компоненты, являющийся суммой диффузионного и гидродинамического потоков этой компоненты, равен где Таким образом, задача сводится к громоздким вычислениям средних длин свободных пробегов. Дж. Максвелл и Ц. Стефан для вычисления этих величин в модели жестких, абсолютно упругих шаров предложили следующие формулы:

Явления переноса Физические явления в разреженных газах Вакуум. При уменьшении давления длина свободного пробега увеличивается. Когда она становится равной линейным геометрическим размерам объекта, то молекулы сталкиваются лишь со стенками сосуда (если объем ограничен стенками) и практически не сталкиваются друг с другом. Такая ситуация называется вакуумом. Понятие вакуума относительно. Чем больше линейные размеры области, тем при меньшем давлении он достигается. При нормальных атмосферных условиях l

10-6 см. Теплопередача при малых давлениях. Столкновения между молекулами практически отсутствуют, молекулы являются переносчиками энергии от более горячих стенок к более холодным. Правильнее говорить о теплопередаче газом теплоты, поскольку никакого градиента температур в объеме сосуда нет.

Явления переноса Зависимость способности к теплопередаче от давления у газа другая, чем зависимость теплопроводности от давления. При высоком давлении теплопроводность не зависит от давления, теплопередача же при низком давлении увеличивается с ростом давления, поскольку увеличивается частота ударов молекул о стенки сосудов. И наоборот, теплопередача уменьшается при уменьшении давления до сколь угодно малых значений. Примером практического использования этого являются сосуды Дьюара. В полых стенках создаются условия вакуума с достаточно низкой теплопередачей. Диффузия при малых давлениях. Поскольку столкновений между молекулами в объеме практически нет, передача молекулярных признаков происходит со скоростью движения молекул, т. е. очень быстро. Время уравнивания концентраций даже в очень больших объемах является малым.

Явления переноса Трение при малых давлениях. Если имеются две твердые поверхности, движущиеся друг относительно друга, причем между поверхностями находится газ в условиях вакуума, то между поверхностями возникают силы трения, стремящиеся затормозить более быстро движущуюся и ускорить медленнее движущуюся поверхности. Это явление похоже по внешнему виду на возникновение аналогичных сил при достаточно высоком давлении, но механизм совершенно другой. В условиях вакуума между движущимися поверхностями не возникает слоев газа, движущихся поступательно друг относительно друга, в результате чего возникает сила внутреннего трения, передающаяся от слоя к слою. При столкновении с движущейся поверхностью молекула приобретает соответствующий импульс упорядоченного движения и, пролетев без столкновений пространство между поверхностями, обменивается импульсом своего упорядоченного движения с другой поверхностью.

Явления переноса Импульс, переданный поверхности молекулами в каждую секунду, численно равен силе трения. Таким образом, в условиях вакуума отсутствует внутреннее трение в газе в том смысле, в каком оно существует при более высоком давлении, но имеется взаимное трение движущихся друг относительно друга поверхностей. Сосуды, сообщающиеся через пористую перегородку. Размеры пор в пористой перегородке могут быть столь малыми, что в них соблюдаются условия вакуума уже при нормальном атмосферном давлении. Если по разные стороны пористой перегородки имеется один и тот же газ и поддерживаются различные температуры, то устанавливается равновесное состояние, при котором давления по разные стороны пористой перегородки различны.

Явления переноса В условиях равновесия число молекул, перелетающих из одной половины в другую через пористую перегородку, равно числу молекул, пролетающих через пористую перегородку в обратном направлении. Поскольку сами поры молекулы проходят без столкновений, то это условие имеет вид где Sэф — эффективная суммарная «площадь» пор в перегородке. Учитывая, что т. е. там, где температура больше, давление также больше. Такая ситуация при нормальных условиях невозможна, поскольку возникшие при разности давлений гидродинамические потоки быстро выравнивают давление.

Явления переноса Явления переноса в твердых телах Диффузия. В жидкостях и твердых телах также имеют место явления переноса, но механизм этих явлений отличается от механизма в газах. Это обусловлено тем, что, во-первых, в жидкостях и твердых телах теряет смысл представление о длине свободного пробега и, во-вторых, силы взаимодействия между молекулами очень велики и оказывают постоянное влияние на их движение. В твердых телах наблюдается как самодиффузия, так и взаимодиффузия. Наиболее наглядно это демонстрируется фактом взаимопроникновения вещества двух тел, находившихся достаточно долгое время в тесном контакте друг с другом.

Явления переноса Самодиффузия осуществляется главным образом с помощью трех следующих механизмов. 1. Если в узле кристаллической решетки имеется вакансия, то один из соседних атомов может совершить переход из своего узла в вакантный узел. Этот переход эквивалентен движению вакансии. Для того чтобы имел место процесс самодиффузии, обусловленный движением вакансий, необходимо, чтобы в решетке присутствовало неравномерное распределение вакансий, т. е. градиент плотности вакансий. При создании вакансий важную роль играют дислокации. Для осуществления диффузии посредством движения вакансий необходимо одновременное наличие двух условий: существования вакансии и образования у одного из соседних атомов достаточно большой энергии колебания, чтобы он смог покинуть свой узел.

Явления переноса Для осуществления перескока необходимо, чтобы имелась вакансия и соседний атом имел достаточную энергию для совершения перескока в вакансию. Обозначим εв энергию, при приобретении которой атом покидает обязательно свой узел, в результате чего образуется вакансия. В соответствии с распределением Гиббса вероятность образования вакансии равна С другой стороны, обозначая εп энергию, которую должен иметь атом, чтобы совершить перескок в имеющуюся вакансию, можно для вероятности перескока при наличии вакансии написать

Явления переноса Теплопроводность. Она осуществляется не тем, что молекулы перемещаются в твердом теле, а посредством взаимодействия между молекулами, в результате которого их тепловое движение приобретает коллективный характер. где vзв — скорость звука в твердом теле; — средняя длина свободного пробега фононов. Константа определяется свойствами вещества. Теплопроводность твердых тел во много раз превосходит теплопроводность газов.

Явления переноса Теплопроводность. Так же как и в тв. телах, теплопроводность в жидкостях осуществляется передачей теплового движения от одних молекул к другим в результате взаимодействия. Вязкость. Механизм возникновения вязкости в жидкостях не удается представить столь просто, как в разреженных газах, когда картина сводится к переносу импульса упорядоченного движения слоев газа при переходе молекул из одного слоя в другой в результате молекулярного движения. Если принять эту картину и применить механизм «скачков» молекулы из «оседлого» положения в одном слое в «оседлое» положение молекулы в другом слое, то для динамической вязкости получается противоречащая эксперименту зависимость от температуры, а именно в то время как эксперимент обнаруживает

Явления переноса «Перескоки» молекулы из одного «оседлого» положения в другое необходимо рассматривать в направлении действия силы, т.е. перпендикулярно градиенту скорости. При этом процесс оказывается зависящим от конкретных особенностей межмолеку- межмолекулярных сил. Молекуле приходится «вырываться» из своего окружения, чтобы передвинуться в направлении действия силы. Связи между молекулами, которые при этом приходится преодолевать, аналогичны тем, которые преодолеваются при испарении. Динамическая вязкость достаточно хорошо описывается формулой вида где А и b определяются свойствами жидкости. Следствие: при повышении температуры динамическая вязкость сильно уменьшается. Такое поведение динамической вязкости жидкостей противоположно наблюдаемому у газов.

Источник