Пәннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Статистикалық физика және физикалық кинетика негіздері» «5В011000 – Физика» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары
жүктеу/скачать 0,75 Mb.
|
| Тақырып: Тасымалдау құбылысы.
Газдағы молекулалрдың арасындағы жылулық хаотиқалық қозғалысы өтетін тасымалдану құбылыстарына әрқашанда әсер етеді. Тасымалдану құбылыстарына диффузия, жылу өткізгіштік және ішкі үйкеліс жатады. Бірінші құбылыста тасымалданатын физикалық шама заттың массасы, екіншіде жылу мөлшері, ал үшіншіде тасымалданытын физикалық шама молекулалрдың импульсы. Тасымалдану құбылыстары көптен белгілі болатын, бастапқыда олардың текқана феноменологиялық теориясы жіктелген. Заттың молекула-кинетикалық теориясы ашылғаннан кейін сол процесстердің физикалық қасиеттерін толықтара түсінуге мүмкіншілік пайда болды. Ендігі қойылытын мақсат газадағы тасымалдану құбылыстарын қарапайым молекулалрдың арасындығы өтетін соқтығысулары арқылы анықтау. Тасымалдау құбылыстарын қарстырудың алдынан кей бір керекті нәтежелерді белгілеп алайық. Мейлі газ көлемде өзінің тепе-теңдік күйін сақтасын. Газдың көлемінде ауданды бөліп шығарайық (Сурет 15). Газдың молекулалрының жылулық хаотикалық қозғалысыны қатысқандықтан сол ауданға бір жағынан уақыт бірлігінде барлық молекулалрдың санынан 1/6 бөлігі өтеді. Егер газ өзінің тепе-теңдік күйін сақтаса, онда Сол ауданды ары-бері уақытында кесіп өтетін молекулалардың саны тең болады. Егер сол белгілеген ауданды уақытында сол жағынан кезіп өтетін молекула-лардың санын алсақ, ол тең болады: = (4.24) Мында белгілеген көлемді биіктігі тең цилиндр түрінде алынған, газ молекулаларының концентрациясы. Тағада сол ауданды оң жағынан кезіп өтетін молекулалрдың санын тапсақ ол тағыда (4.24) тең болады. Сондықтан жалпы белгіленген ауданнан өтетін молекулалрдың ағыны: = - = 0 (4.25) Алынған тұжырым тепе-теңдік күйін сақтайтын газдың көлемінде молекулалрдың бағытталған ағынының жоқтығын көрсетеді, соны мен қоса тасымалдау құбылыстарын. Егер жалпы жағдайда белгіленген газ көлемінде тепе-теңдік күй сақталмаса мысалы жекеленген макроскопиялық көлемнің бөлшегінде газдың тығыздығы және температурасы өзерген болса, онда пайда болған қысымның айырмашылығы арқылы газдың көрінетін жекленген бөлшектерінің қозғалысы байқалады. Яғни бұл жағдайда кей бір физикалық шаманың тасымалдауы байқалады. Оны әзірше Ү деп белгілейік. Газдың концентрациясы көлемі бойынша бір қалыпты болмаса, онда диффузия құбылысы байқалады: молекулалр өз бетімен концентрациясы жоғары көлемнен концентрациясы аз көлемге ұмтылады. Мұнда тасымалдану құбылысқа сәйкес келетін физикалық шама . Газдың кез келген қабатында температурасы бірдей болмаса онда осы жағдайға кез-келген қабаттарда молекулалардың кинетикалық энергиясы бірдей емес болады, яғни тасымалданатын физикалық шама энергия болады, байқалатын құбылыс жылу өткізгіштік. Ал егерде газдың көлемінің әр қабаттарында молекулалрдың қозғалыс мөлшері бірдей болмаса, онда газда ішкі үйкеліс құбылысы пайда болады. Тасымалданатын физикалық шама қозғалыс мөлшері. Градиенті бар физикалық шаманы Ү деп белгілесек, онда оның өзгерісін бір кез- келген оське ( мысалы Х деп белгіленген) қатнасты қарастыруға болады (Сурет 15) Мейлі осьтің А нүктесінде тасымалы физикалық шаманың мәні Ү тең болсын. А нүктеден солға қарай қашықтықта физикалық шаманың мәні , ал А нүктенің оңға қарай қашықтықта физикалық шаманың мәні тең болсын. Физикалық шама Х осі бағыты бойынша бірқалыпты үздіксіз өзгереді деп физикалық шаманың өзгерісін сипаттайтын градиенттің модулін алайық: (4.26) Онда және тең болады Ү - (4.27) Ү + (4.28) Егер < Ү < деп санасақ Ү физикалық шаманың 2 қашықтағы мәнінің өзгересі: ∆ (4.29) Яғни тасымалданатын ∆ физикалық шаманың ағыны қашықтыққа, градиенттің мәніне және қатнасатын молекулалрдың санына прорпорционал. жүктеу/скачать 0,75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|