2015-06-26
701
Энергию, импульс, массу, заряд и т.д., переносимые молекулами при протекании процессов в неравновесных системах, можно формально объединить термином «качество». Итак, рассмотрим перенос некоторого качества 
молекул вдоль выделенной оси, при условии, что равновесие вдоль этой оси нарушено, т.е. пусть, например, существует градиент качества по оси 
.
2.2. Уравнение стационарных процессов переноса.
Пусть - то свойство молекулы, которое можно переносить вместе с ней: масса, энергия, импульс, заряд и т.д. Предполагаем, что в равновесии постоянно по объему, а при нарушении равновесия (например, вдоль оси ) возникает градиент качества 
: 
. Итак, пусть имеем градиент качества 
вдоль оси . Это вызовет перемещение качества вдоль оси . Среднее расстояние, пробегаемое молекулами вдоль
оси без столкновения равно 
. Обычно это расстояние мало
и поэтому можно разложить в ряд, рассматривая ее
значения в точках, отстоящих от некоторой точки на
расстояние :
(2.5)
Здесь мы ограничились первым порядком разложения в ряд Тейлора.
|
|
|
Поток числа частиц в направлении оси равен числу “столкновений” с площадкой единичной площади, перпендикулярной оси , в единицу времени: 
. Этот поток направлен к точке как с левой, так и с правой стороны. Следовательно, полный поток переносимого молекулами качества (например, энергии) равен сумме потоков величины , направленных к рассматриваемой площадке с обеих сторон.
А) против оси :
, (2.5)
Б) вдоль оси :
. (2.6)
Суммируя потоки, направленные к точке слева и справа, находим полный поток качества
(2.7)
и получаем основное уравнение стационарных процессов переноса:
. (2.8)
Далее мы будем использовать это уравнения, конкретизируя переносимое молекулами качество .
