Зерттеудің статистикалық және термодинамикалық әдістері
жүктеу/скачать 0,97 Mb.
|
| Газдардың тұтқырлығы
Егер газ ағынындағы жылдамдық қабаттан-қабатқа өзгеріп отыратын болса, онда қатар жатқан екі қабаттың арасындағы шекарада ішкі үйкеліс күші әсер ететін болады. Әр түрлі жылдамдықпен қозғалатын жанасқан қабаттардың импульстері де әр түрлі болады. жылулық қозғалыстың әсерінен бір қабаттан екінші қабатқа өткен молекулалар соқтығысуға ұшырайды, осының нәтижесінде ол өзінің артық импульсін басқа молекулаларға береді немесе басқа молекулалардың есебінен өзінің импульсін арттырады. Газ ішінде х осіне перпендикуляр бағытта жоғары қарай жылдамдықпен жазық пластинка қозғалатын болсын. молекулалардың хаосты қозғалысының орташа жылдамдығынан көп кіші. << Пластина қозғалғаннда өзіне жақын газ қабаттарын өзімене қозғалтады, ол қабат келесі қабаттарды ілестіреді. Сөйтіп, газ бірнеше қабаттарға бөлінген сияқты сырғанайды, оның жылдамдығы пластинадан қашықтаған сайын азаяды. Егер газ молекулаларының қабаттарының және газ бен пластина арасындағы әсерлесу болмаса әрбір қабат бір-біріне байланыссыз кез–келген жылдамдықпен қозғалған болар еді. Шын мәнісінде газ қабаттары жылдамдықтары пластинадан көрсетілген заңдылық бойынша газдың ішкі үйкеліс күшіне байланысты кемиді. Газ қабатындағы әрбір молекула хаосты жылыулық және бағытталған қозғалысқа қатысады. Жылулық қозғалыс жылдамдығы едәуір үлкен болады. Жылулық қозғалыстағы молекулалар бір қабаттан екеінші қабатқа өте отырып өзімен импульс тасымалдайды. Молекулалардың жылулық хаосты қозғалысының әсерінен әр түрлі қабаттағы молекулалар араласуы нәтижесінде олар қабаттары арасында үйкеліс күші пайда болады. Үйкеліс құбылысын сипаттайтын теңдеуді қарастыру үшін х осінен перпендикуляр пластинадан белгілі бір қашықтықтағы ауданын қарастырамыз. Осы аудан арқылы уақытта оңға және солға қарай өтетін молекулалар ағыны , Газ температурасы қысымы бірдей болғандықтан барлық көлем бойынша n және бірдей, олай болса . ауданнан өтетін молекулалар саны бірдей болғанымен олар әртүрлі импульс тасымалдайды да қабаттар арасында үйкеліс күші пайда болады. әрбір молекуланаң ауданнан солға қарай тасымалдайтын импульсі тең болады. газдың қашықтықтағы бағытталған қозғалысының жылдамдығы оңға қарай тасымалданатын импульс , солға қарай тасымалданатын импульс , қабаттың импульсінің өзгерісін көрсетеді және ол ауданына параллель бағытталған үйкеліс күшінің импульсына тең. екі жағында –ға бөліп, жанасатын қабаттардың бірлік ауданына әсер ететін үйкеліс күшін табамыз қашықтықтағы жылдамдық өзгерісі - жылдамдық градиенті. Х осі бағытындағы жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығы . (*) Егер болса, үйкеліс күші жылдамдық градиентіне тура пропорционал. Ішкі үйкеліс коэффиценті сан жағынан параллель қозғалатын жанасатын газ қабаттарының шекарасының бірлік ауданына әсер ететін үйкеліс күшіне тең ; (*) заңды Ньютон эксперимент нәтижелерінен анықтаған. Бұл заң газдар мен сұйықтар үшін орындалады. Мысалы: радиусы r шарик газда бір қалыпты қозғалатын болсын. Газбен салыстырғандағы шардың жылдамдығы болсын. Көрші қабаттардағы шармен ілесетін қабаттар жылдамдығының өзгерісі сусретте көрсетілген. Шар бетіндегі молекулалар жылдамдығы = одан қашықтаған сайын жылдамдық кеми береді. Шар радиусы неғұрлым көп болса газдың көп бөлігі шармен қозғалады. ; – пропорционалдық коэффициент шар бетіндегі жылдамдық градиенті.шар беті s=4πr2 қозғалыстағы шарға әсер ететін үйкеліс күші: ; Стокс шары үшін анықтаған. Олай болса Стокс заңы. Шар емес формалы денелер үшін әртүрлі болады. стокс формуласы өлшемі кішкене және жылдамдығы аз денелер үшін орындалады. Денелер үлкен жылдамдықпен қозғалғанда газдың күрделі құйынды қозғалысы пайда болады да кедергі күші υ2 пропорционал артады. Стокс формуласы арқылы тұман мен түтін бөлшектерінің түсу жылдамдығын анықтауға болады. Сұйықта шариктің түсу жылдамдығы арқылы сұйықтың тұтқырлық коэффициентін анықтауға болады. жүктеу/скачать 0,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|