Уравнение переноса или диффузии газа

Если в газовой среде имеется неоднородность плотности - dр/dx, то через площадку - ds будет протекать поток молекул от более плотной области к менее плотной –dm/dt. Этот перенос молекул называется диффузией и описывается уравнением.

∆m=–Д·∆S·∆t или более точно

где Д – коэффициент диффузии, знак микро показывает, что направления диффузии обратно градиенту. ∆m=Д при ∆S=1 м², ∆t=1 сек.; ∆р/∆х=1 кг/м²

количество переносимого вещества в единицу времени пропорционально градиенту и площади площадки, перпендикулярной к направлению диффузии или потока вещества.

 

6.2 Основные положения молекулярно-кинетической теории вещества, законы для идеальных и реальных газов

1. Все вещества состоят из очень маленьких частиц – молекул. Молекулы одного вещества одинаковы, многообразие встречающихся веществ представляет многообразие различных молекул. Молекулы состоят из атомов, число которых невелико (известно 106 элементов и около 1500 изотопов). Размер атомов и молекул 10^-6 – 10^{-7 мм 10-3} – 10^-4 микрон или 10 – 1 ангстрем.

2.Между молекулами одновременно действуют силы взаимного притяжения (сцепления) и силы отталкивания, действующие на расстоянии до 10^{-6 мм. На рис. 1 представлены график силы отталкивания} F_от , силы сцепления F_с (они отрицательные) и результирующая сила F_р.. Приведен также график потенциальной энергии – E взаимодействующих молекул. В точке где F_р=0 и потенциальная энергия Е = мин., здесь будет устойчивое состояние вещества. Теоретические и экспериментальные данные показывают. Что силы взаимодействия обратно пропорциональны расстоянию между молекулами – r в n – ой степени

F~1/rⁿпричем F_с ~ 1/r⁷ F_от= 1/r^9-15

Это означает, что при сближении более чем на 10^-7мм силы отталкивания многократно превосходят силы притяжения. Сжать вещество труднее, чем разорвать Силы взаимодействия молекул имеют электрическую природу. Именно силы отталкивания и сцепления обеспечивают твердость тел. При нагревании до жидкого состояния молекулы удаляются друг от друга и теряется их сила сцепления, дальнейшее нагревание до парообразования, превращает вещество в свободные молекулы, находящиеся в непрерывном движении. Таким образом за счет нагревания можно получит все 3 агрегатных состояния вещества - твердое, жидкое, газообразное. При дальнейшем нагреве, до сотен и тысяч градусов газ ионизуется и превращается в плазму, которая реагирует на электрические и магнитные поля.

 

 

 

 

3. Молекулы образующие тело находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения. В твердых телах это, как правило, колебание молекул относительно некого среднего положения.

Температура тела характеризует интенсивность хаотического движения молекул, что было высказано еще более 250 лет назад М.В. Ломоносовым. Более нагретое тело может передавать теплоту менее нагретому. Чтобы нагреть массу вещества от температуры Т₁ до Т₂ нужно затратить определенное количество теплоты – Q по закону: Q = Cm (Т₂ – Т₁), где С = Q/m (Т₂ – Т₁)теплоемкость вещества