Явления переноса в термодинамически неравновесных системах

Диффузия. Закон Фика:

где M – масса, перенесенная за время при диффузии; – градиент плотности в направлении, перпендикулярном к площадке ; D – коэффициент диффузии,

(для газа).

Знак минус показывает, что перенос массы происходит в направлении, противоположном вектору градиента плотности, который направлен в сторону максимального возрастания плотности.

Внутреннее трение (вязкость). Закон Ньютона:

где F – сила внутреннего трения, действующая между слоями жидкости или газа; h – коэффициент вязкости, (для газа); – градиент скорости, направлен перпендикулярно площадке .

Теплопроводность. Закон Фурье:

где Q – количество теплоты, перенесенное за время через площадку ; – коэффициент теплопроводности,

(для газа);

– удельная теплоемкость при постоянном объеме; – градиент температуры в направлении, перпендикулярном площадке .

Знак минус показывает, что перенос теплоты происходит в направлении, противоположном вектору градиента, который направлен в сторону максимального возрастания температуры.

Связь коэффициентов переноса

, .

РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ

Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля:

где P – давление газа; V_m – молярный объем (объем 1 моля газа); a и b – постоянные Ван-дер-Ваальса (рассчитанные на 1 моль газа), находятся по справочным таблицам; – внутреннее давление, обусловленное силами взаимодействия молекул; – "свободный" объем, доступный для движения молекул; – "запрещенный" объем, недоступный для движения молекул; – объем молекулы, N_A – число Авогадро.