Диффузия: уравнение Фика, физический смысл входящих величин.

Диффузия – процесс выравнивания концентраций веществ, который сопровождается переносом массы соответствующего компонента из области с большей в область с меньшей концентрацией

Закон Фика определяет массу газа М, переносимую вследствие диффузии за время через площадку S

где d dx – градиент плотности компонента газа, D – коэффициент диффузии газа, равный

Закон Фика определяет также число молекул газа N, переносимых вследствие диффузии через площадку S:

где dndx – градиент концентрации молекул компонента газа.

Теплопроводимость: уравнение Фурье, физический смысл входящих величин.

Теплопроводность-молекулярный перенос теплоты между непосредственно соприкасающимися телами или частицами одного тела с разной температурой,при котором происходит обмен энергией.

Возникает при : наличии разности температур ,при переносе количества теплоты ,молекулы в разных местах объема имеют разные Ек.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В системе СИ единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры: q= -KgradT

где q → {\displaystyle {\vec {q}}}QQq-вектор плотности теплового потока , количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, K- ϰ {\displaystyle \varkappa } KKкоэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность),T- T {\displaystyle T} Tтемпература. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры).

K=1/3Cvρ<V>< λ >

Вязкость: уравнение Ньютона, физический смысл входящих величин.

Вязкость-возникновение сил внутреннего трения на границе между движущимися друг относительно друга смежными слоями среды,которые стремятся выровнять скорость.

Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения.

Переносимая величина-импульс.

Это уравнение называют уравнением Ньютона. Здесь η – коэффициент вязкости, равный:

D – коэффициент диффузии; где ⟨ u ⟩ {\displaystyle \left\langle u\right\rangle }<v> — средняя скорость теплового движения молекул, ⟨ λ ⟩ {\displaystyle \left\langle \lambda \right\rangle } λ− средняя длина свободного пробега.

Физический смысл η в том, что он численно равен импульсу, переносимому в единицу времени через единицу площади при градиенте скорости равном единице.