Явления переноса. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент молекулярной диффузии. Зависимость коэффициента диффузии от давления, температуры и размеров молекул.

Явления переноса объединяют группу процессов, связанных с неоднородностями плотности, температуры или скорости упорядоченного перемещения отдельных слоев вещества. Выравнивание неоднородностей приводит к возникновению явления переноса.

Явления переноса в газах и жидкостях состоят в том, что в этих веществах возникает упорядоченный, направленный перенос массы (диффузия), импульса (внутренняя энергия) и внутренней энергии (теплопроводность). При этом в газах нарушается полная хаотичность движения молекул и распределение молекул по скоростям.

Диффузия – это процесс выравнивания концентраций в сис-ме, обусловленный хаотическим движением элементов сис-мы.

Закон Фика: масса газа, переносимая через площадку ΔS, перпендикулярную к направлению переноса за время Δt прямо пропорциональна коэффициенту самодиффузии D, зависящему от рода газа, градиенту плотности , величине площадки ΔS и времени наблюдения Δt.

Знак минус показывает, что масса газа переносится в направлении убывания плотности.

Коэффициент самодиффузии D численно равен массе газа переносимой за единицу времени через единичную площадку перпендикулярную направлению переноса, при градиенте плотности равном единице

—плотность потока

Согласно кинетической теории газов

Коэффициент диф-и (D) – показывает, какое число молекул, диффундирует в единицу времени ч/з единичную площадку при единичном градиенте относительной концентрации. Знак минус показывает, что поток массы направлен в сторону умен-ия концентрации.

Коэффициент диф-и газов пропорционален корню квадратному из абсолютной температуры D~√T и обратно пропорционален числу молекул в единице объема и поэтому давление (D~1/P)

Билет №2

Вопрос №1

Система отсчета. Координатная и векторная формы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение и их проекции на координатные оси. Криволинейное движение. Нормальное и тангенсальное ускорения.

Система отсчета- система координат, тесно связанная с 1 телом или с группой тел (если их взаимное положение не меняется).

Уравнения движения в векторной и координатной формах: r=ix+jy+kv; x=x(t), y=y(t), z=z(t)

Мат. точка-тело размерами формой которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

Перемещение-вектор, направленный от начальной точки к конечной, численно равный расстоянию между этими точками.

Траектория- линия которую описывает точка при своем движении

Скорость- векторная величина, хар. быстротой перемещения частицы по траектории и направлению, в котором движется частица в каждый момент времени.<V>=∆r/∆t;

; V= iVх+jVу+kVz

Ускорение- векторная величина, хар. изменения скорости мат. точки с течением времени. a=ia_х+ja_у+ka_z

Криволинейное движение - это движение, траектория которого представляет собой кривую линию (например, окружность, эллипс, гиперболу, параболу).

У скорение при криволинейном движении присутствует всегда, даже если модуль скорости не изменяется, а изменяется только направление скорости.

Изменение величины скорости за единицу времени – это тангенциальное ускорение:

или , где v_τ, v₀ – величины скоростей в момент времени t₀ + Δt и t₀ соответственно.

Тангенциальное ускорение в данной точке траектории по направлению совпадает с направлением скорости движения тела или противоположно ему.

Нормальное ускорение - это изменение скорости по направлению за единицу времени:

Нормальное ускорение направлено по радиусу кривизны траектории (к оси вращения). Нормальное ускорение перпендикулярно направлению скорости.

Полное ускорение при равнопеременном криволинейном движении тела равно:

Билет №2

Вопрос №2