2015-06-14
273
Кинетические явления (явления переноса) – необратимые процессы, сопровождающиеся переносом какой–либо физической величины, в результате перехода любой системы из неравновесного состояния в равновесное состояние.
Кинетические явления в молекулярной физике – вязкость, теплопроводность, диффузия.
Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул (атомов) постороннего вещества, обусловленный их тепловым движением. Диффузия всегда сопровождается переносом массы вещества. Она характерна для газов, жидкостей и твердых тел.
Самодиффузия – процесс взаимного проникновения собственных молекул (атомов), обусловленный их тепловым движением.
Закон диффузии (первый закон Фика):
,
где D – коэффициент диффузии;
dс/dz – скорость изменения (градиент) концентрации в направлении z;
«минус» – показывает, что масса переносится в направлении убывания концентрации данной компоненты.
Коэффициент диффузии – физическая величина, числено равная массе переносимого вещества через единичную площадку в единицу времени при градиенте концентрации, равном единице:
,
где <v> – средняя арифметическая скорость молекул;
<l> – средняя длина свободного пробега молекул.
Теплопроводность – процесс переноса энергии между контактирующими телами или двумя поверхностями одного и того же тела, возникающий из–за разности температур.
Закон теплопроводности (закон Фурье) – количество тепла dQ, перенесенное через площадку dS за время dt, равно
,
где χ – коэффициент теплопроводности;
dT/dz – скорость изменения (градиент) температуры в направлении z.
Коэффициент теплопроводности – физическая величина, которая показывает, какое количество тепла переносится через единичную площадку в единицу времени при градиенте температур, равном единице:
,
где cv – удельная теплоемкость при постоянном объеме.
Тепловой поток – физическая величина, которая показывает, какое количество тепла переносится в единицу времени через площадь dS при градиенте температуры dT/dz:
.
Связь между коэффициентами теплопроводности, диффузии и вязкости:
; h = Dr; 
.
