Б) Коэффициент вязкости

При выводе формулы для коэффициента вязкости рассуждения аналогичны. Пусть скорость направленного движения слоёв газа убывает с координатой Z (рис.7.6). Концентрации молекул слева и справа одинаковы, и за время  площадку пересечёт одинаковое число молекул, равное

 .                                   (7.23)

Импульс молекул, находящихся слева от площадки, связанный с направленным движением слоёв газа, равен . Эти молекулы перенесут слева направо импульс суммарный :

.

Аналогично, в обратном направлении будет перенесён импульс

.

Результирующий перенос:

.           (7.24)

 

Рис.7.6

Молекулы, переходя из более быстрого слоя, движущегося со скоростью , в более медленный слой, движущийся со скоростью , переносят свой импульс, связанный с направленным движением слоёв, и медленный слой в целом ускоряется. Наоборот, более медленные молекулы переходят в быстрый слой и в целом его притормаживают. Это и проявляется как вязкость: скорости направленного движения слоёв выравниваются.

Аналогично (7.20) выразим производную  (градиент скорости направленного движения):

.                                       (7.25)

Молекулы, переходя через площадку, переносят через неё импульсы, связанные с теми скоростями направленного движения, которые сложились на расстоянии  от площадки. Из (7.24) и (7.25):

,

.     (7.26)

Сравнив (7.26) и (7.13), получим коэффициент динамической вязкости:

,                                        (7.27)

,                                             (7.28)

так как плотность .

Коэффициент вязкости газа с ростом температуры при постоянном давлении растёт: и за счёт увеличения скорости хаотического движения:

,

и за счёт увеличения длины свободного пробега (7.8б): .

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: