§12. Тасымалдау құбылыстары
жүктеу/скачать 1,34 Mb.
|
10-лекция. Тасымалдау құбылыстары. Реал газдар
- Бұл бет үшін навигация:
- 12.1.Диффузия құбылысы
§12.Тасымалдау құбылыстарыЖүйенің тепе-теңдік күйі бұзылғанда жүретін құбылыстарды зерттейтін ғылым физикалық кинетика деп аталады. Тепе-теңдік күйі бұзылғанда газдарда жылудың немесе қозғалыс мөлшерінің ағыны пайда болады. Сондықтан осындай құбылыстарды тасымалдау құбылыстары деп атайды. Тасымалдау құбылыстарының келесі үш түрі кездеседі: диффузия, жылу өткізгіштік және ішкі үйкеліс (тұтқырлық). Жылу өткізгіштік құбылысы ортаның әр түрлі нүктелерінің температуралары әр түрлі болғанда жүреді және ортаның температурасы үлкен бөлігінен кіші бөлігіне жылу тасымалданады. Жылу ағыны дегеніміз белгілі бір беттен бірлік уақытта тасымалданатын жылу мөлшері болып табылады. Газдарда жылу берілу: конвекция және жылу өткізгіштік, жылулық сәуле берілу арқылы болады. Газдардың жылу өткізгіштігі газ молекулаларының жылулық қозғалысына байланысты жүреді. Жылдамдығы жоғары молекулалардың жылдамдығы төмен молекулалармен үздіксіз араласу нәтижесінде газдың бір қабатынан екінші температурасы төмен қабатына жылу тасымалданады. Диффузия деп - әр түрлі қоспалардың молекулаларының жылулық қозғалыстың нәтижесінде өздігінен бір-бірімен араласып орналасуын айтамыз. Диффузия кезінде газдың І көлемінен ІІ көлеміне зат тасымалданады. Жылу өткізгіштік құбылысы кезінде газдың температурасы жоғарғы көлемінен температурасы төмен көлемге энергия тасымалдайды. Ішкі үйкеліс кезінде газдың бір қабатынан екінші қабатына импульс тасымалданады. Диффузия кезінде масса, жылу өткізгіштік кезінде энергия, ішкі үйкеліс кезінде импульс тасымалданады. Сондықтан бұл құбылыстар тасымалдау құбылыстары деп аталады. Газ молекуласының еркін жолының ұзындығы: Газ молекуласының көршілес екі соқтығысу арасында жүріп өткен ара қашықтығын газ молекуласының еркін жолының ұзындығы деп атайды. Өлшем бірлігі . мұндағы: z –1 секундтағы соқтығу саны, , . Газ молекуласының соқтығысу кезіндегі центрлерінің бір-біріне жақындайтын ең аз ара қашықтығын газ молекуласының эффективтік диаметрі деп атайды. - газ молекуласының эффективті қимасы, мұндағы: екенін ескерсек . Газ молекуласының еркін жолының орташа ұзындығы абсолют температураға тура пропорционал және газдың қысымына кері пропорционал. 12.1.Диффузия құбылысыДиффузия (лат. dіffusіo – таралу, жайылу) – нақтылы дене бөлшектерінің жылулық қозғалыстарға ұшырай отырып, сол дене концентрациясының селдір аудандарына қарай жылжуы; молекула олардың жылулық қозғалысы салдарынан шекаралас орналасқан әртүрлі заттардың бір-біріне өту құбылысы. Диффузия дененің бүкіл көлеміндегі концентрация мөлшерінің бірте-бірте теңелуін, сөйтіп оның бірқалыпты сипат алуын қамтамасыз етеді. Кейбір денелердің өте шағын бөлшектері ғана емес (атомдар, молекулалар, иондар), біршама ірі түйіршіктері де диффузиялық қасиетті иемденуі мүмкін. Диффузия жылдамдығы температураға тікелей байланысты, алайда бұл процесс газдарда өте тез, сұйықтарда одан гөрі баяу, ал қатты заттарда өте баяу өтеді. Диффузия құбылысы барлық агрегаттық күйде, диффузияланатын заттың сол ортадағы концентрациясы теңелгенге дейін жүре береді. Газ немесе сұйықтың молекулаларының бір орыннан екінші орынға ауысуы арқылы өз ішінде диффузиялануы өздік диффузия деп аталады. Диффузияның өту шапшаңдығы — диффузияланатын заттың тегіне және оның қандай жағдайда болуына байланысты анықталатын шама — диффузия коэффициентімен сипатталады.
Диффузия құбылысын сипаттайтын заңды Швейцар физигі Фик ашты. Сондықтан бұл заң Фик заңы деп аталады: Диффузия құбылысы кезінде аудан арқылы t уақытта тасымалданатын зат массасы тығыздық градиентіне тура пропорционал болады. мұндағы: - диффузия коэффициенті, өлшем бірлігі . жүктеу/скачать 1,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|