Беспорядочное тепловое движение - молекула
Cтраница 4
Эти силы с увеличением температуры уменьшаются, поэтому вязкость падает. В гааах же вязкость обусловлена, главным образом, беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с повышением температуры. Поэтому вязкость газов с увеличением температуры возрастает. [46]
Внутреннее трение проявляется в условиях, когда наряду с беспорядочным тепловым движением молекул в газе имеется направленное движение всей массы га ш с пространственно неоднородной скоростью. Пудем для простоты считать, что такая скорость зависит лишь от координаты у. Для того, чтобы попять, каковы возникающие в таком потоке газа силы трения, рассмотрим перенос потока импульса газа, связанный с направленным движением и переносимый молекулами между плоскостями слоя у и у I, толщина которого равна длине свободного пробега. Принимая, что внутри такого слоя молекулы не претерпевают соударений, можно считать, что перенос импульса к плоскости у I происходит в результате удара об эту плоскость молекул, пришедших от плоскости у, а перенос к плоскости у от молекул, пришедших от плоскости у I. При этом импульс, связанный с направленным движением газа, приходящий вместе с молекулой от плоскости у, равен ти ( у), а с молекулой от плоскости у I равен ти ( у - - I), где т - масса молекулы. Здесь коэффициент пропорциональности плотности потока импульса пространственному градиенту скорости ( г) - nmvl) характеризует внутреннее трение жидкости и называется коэффициентом вязкости ( внутреннего трения) газа. Приведенные здесь рассуждения, как мы видим, позволяют вскрыть сущность явления внутреннего трения, которое обусловлено столкновениями частиц газа, а также выразить количественную характеристику внутреннего трения, коэффициент трения, через длину свободного пробега. [47]
 |
Зависимость кости от температуры. [48] |
Эти силы с увеличением температуры уменьшаются, поэтому вязкость падает. В газах же вязкость обусловлена, главным образом, беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с повышением температуры. Поэтому вязкость газов с увеличением температуры возрастает. [49]
Мейер предложил две теории: в первой [23], несостоятельность которой была в дальнейшем признана им самим, он пытался свести упругое последействие к внутреннему трению между отдельными слоями деформируемого тела. Позже [24] он развил представление, основанное на замедлении деформации беспорядочным тепловым движением молекул, что представляет собой только более конкретную теорию внутреннего трения. [50]
ЕЗ Во всех других процессах, кроме изо-хорного, объем газа изменяется. В реальных газах внутренняя энергия включает в себя как кинетическую энергию беспорядочного теплового движения молекул, гак и потенциальную энергию их взаимодействия, которая зависит от среднего расстояния между молекулами и, следовательно, изменяется при расширении или сжатии газа. Поэтому для реальных газов формулы (9.9) и (9.10) выражают изменение внутренней энергии только в изохорном процессе и характеризуют зависимость энергии теплового движения молекул газа от его температуры. [51]
Во всех других процессах, кроме изохорного, объем газа изменяется. В реальных газах внутренняя энергия включает в себя как кинетическую энергию беспорядочного теплового движения молекул, так и потенциальную энергию их взаимодействия, которая зависит от среднего расстояния между молекулами и, следовательно, изменяется при расширении или сжатии газа. Поэтому для реальных газов формулы (9.9) и (9.10) выражают изменение внутренней энергии только в изохорном процессе и характеризуют зависимость энергии теплового движения молекул газа от его температуры. [52]
При соприкосновении двух движущихся с различной скоростью слоев разреженного газа вязкость будет проявляться в том, что скорость движения быстро движущегося слоя будет уменьшаться, а скорость медленно движущегося слоя возрастать. Этот эффект обусловливается переходом молекул из одного слоя в другой в результате беспорядочного теплового движения молекул. Молекулы быстро движущегося слоя, попадая в другой слой, передают путем соударений молекулам этого слоя количество движения в направлении своего движения. Наоборот, молекулы медленно движущегося слоя, попадая в быстро движущийся слой и сталкиваясь с его молекулами, задерживают движение. [53]
 |
Перенос импульсов при турбулентных пульсациях скорости. [54] |
Таким образом, механизм турбулентности представляется в некоторой степени аналогичным механизму молекулярного движения. Различие заключается в том, что во втором случае перемешивание происходит в результате беспорядочного теплового движения молекул, в случае же турбулентного движения перемешивание совершается в результате беспорядочных движений молей газа. В соответствии с этой аналогией введено понятие длины пути смешения, имеющее для турбулентного движения такой же смысл, как понятие о средней длине пробега молекул в кинетической теории газов. [55]
Страницы: 1 2 3 4