33)Распределения Больцмана. Барометрическая формула.

Распределение Больцмана.

В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты в соответствии с законом распределения Больцмана.

- концентрация. Или

Аналогичная зависимость будет справедлива и для измен. Давления с высотой, т.е. мы получ. Барометрическую формулу.

34)Понятие о физической кинетике. Число столкновений, средняя длина свободного пробега, эффективное поперечное сечение молекул.

Kineticas – производящий в движ.

Физ. Кинетика-микроскопическая теория изопроцессов в статистич. Неравновес. С-мах. Она изучает методы статистич. Физики методами квантовой физики процессы в-ва в различных физ. С-мах (газах, плазме,5р. Телах, жидкость, а так же влияние на них внешних полей.

, где z-число столкновений, испытываемых за 1 секунду,V-скор.

Средняя длина свободного пробега

- 5р-е Фика (для диффузии)

Физическая кинетика исходит из представлений о молек. И силах взаимод. Между их частицами. Это позволяет вычислить кинетич. Коэфф. Проц. Переноса.

Эффективное поперечное сечение молекул-минимальное расстояние, на к-е сближаются при столкновении центры двух молекул. Он зависит от скорости молекл и от темпер. Газа. Вокруг реальной молекулы сущ. Реальное поле. При столкновении эффективный диаметр больше реального и он проявляется только при взаимодействии.

35)Диффузия. Стационарная и нестационарная диффузия.

Диффузия – процесс выравнивания концентраций, сопровождающийся переносом массы каждой из компонент в направлении убывания её концентрации.

Поток молекул i-го вида через перпендикулярную

К оси х поверхность S определяется выражением  N=-D*dn/dx*S,

где D – коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом диффузии. D=1/3<>

Диффузие, теплопроводность: (явления переноса):

В случае вязкости молек. переносят импульс

В случае теплопроводности молек. переносят кинетич. энергию

В случае диффузии молек. переносят массу.

- градиент плотности

Гр. плотности – хар-ет быстроту измен. плотности в напр. норм. к пов-ти данной плоскости.

- ур-е Фика (для диффузии)

«-» - указывает, что диффузия происходит в напр. убыв. плотности.

Процесс диффузии заключается в том, что каждый из комп. смеси переходит из частей, где конц. больше переходит в стор. меньш. конц. В напр. падения конц. компаненты.

Перемещение той или иной компаненты под действием разности концентраций наз. диффузионным потоком этой компаненты.

Диффузия, привод. к выравн. конц. и самих конц. компанент, наз. нестационарной дифф.

Если градиент , то диффузия наз. стационарной.

36)Внутреннее трение (вязкость). Свойства разряженных газов.

Согл II з-ну Ньютона, ежесекундное изменение кол-ва движения в сист. Есть приложенная к ней внешняя сила. Перенос кол-ва движ. От одного слоя к др. воспринимается как силатрения, действ. Со стороны слоёв.

З-н внутр. Трения или з-н Ньютона запис:

Полученное 5р-е наз. З-ном внутреннего трения или з–ном вязкости и выр. Форм. Ньютона.

Коэффициент внутреннего трения зависит от природы в-ва.

коэфф. Диффузии:

коэфф. Вязкости:

коэфф. Теплопроводности:

5р-е Фурье

Всем реальным жидкостям и газам присуща вязкость или внутреннее трение. Вязкость проявляется в том, что возникшее в жидкости или газе движение после прекращения действия причин, его вызвавших, постепенно прекращается. Рассмотрим следующий опыт:

В жидкость погружены две параллельные друг другу пластины, линейные размеры которых значительно превосходят расстояние между ними d. Нижняя пластина удерживается на месте, верхняя приводится в движение относительно нижней с некоторой скоростью под действием постоянной силы . Пусть S – площадь поверхности пластин, тогда

-

- сила трения, действующая на пластину при ее движении, где η- коэффициент внутреннего трения или коэффициент вязкости.

Опыт показывает, что - скорость частиц жидкости в разных слоях.

Так как - модуль градиента скорости.

Сила внутреннего трения между слоями жидкости при ее движении

-

Размерность коэффициент вязкости: в СИ , в СГС .

1 Па с=10 П. У жидкостей коэффициент вязкости η уменьшается с увеличением температуры, у газов наоборот.

Наблюдается два вида течения жидкости (газа):

Ламинарное (слоистое) течение – течение, при котором жидкость как бы разделяется на слои, которые скользят друг относительно друга, не перемешиваясь.

Турбулентное течение – течение, при котором возникает сильное перемешивание жидкости. Течение жидкости при этом нестационарное.

Английский учёный Рейнольдс установил, что характер течения жидкости зависит от значения безразмерной велны:

- число Рейнольдичиса,

где l характерный для поперечного сечения размер. Как видно из этого выражения, имеет смысл ввести новую характеристику вязкой жидкости:

- кинематический коэффициент