16 Билет.

Газдардағы тасымалдау құбылыстары:диффузия,тұтқырлық(ішкі үйкеліс), жылуөткізгіштік. Молекулалардың еркін жолының орташа ұзындығы

Тасымалдау Құбылыстары – физикалық жүйеде электр заряды, масса, импульс, энергия, энтропияның, т.б. физикалық шамалардың кеңістікте тасымалдануы (бөлінуі) арқылы өтетін кинетикалық процестер. Тасымалдау құбылыстарына жылу өткізгіштік, диффузия, ішкі үйкеліс жатады. Газ ағыны ХY жазықтығына параллель оң бағытта қозғалсын. Ламинарлық қозғалыста оның u жылдамдығы Z осі бойынша өзгеріп отырады және соның себебінен,газдың көршілес қабаттарының арасында әсерлесу күштері пайда болады.Осы күштер ішкі үйкеліс күштері д.а.ж/е олар қабаттар жанасатын ауданға,газ ағынының жылдамдық градиентіне du/dz тура пропорционал:

Пропорционалдық коэффициент η - ішкі үйкеліс коэффициенті д.а. ж/е оның өлшем бірлігі пуазель(Пуаз),1Пуаз=0,1Па*с. Жылдамдық градиенті,оның Z осі б/ша өзгеру тездігін сипаттайды.

Е гер газ қабаттарының температурасы әртүрлі болса, онда температурасы жоғары қабаттан төмен қабатқа жылу ауысады.Бұл процесс жылу өткізгіштік д.а. Газдан бөлінген көлемдегі температура Z осімен

ө згереді деп саналсын.Екі газ қабатын бөлетін dS ауданның үстінің температурасы жоғары, астының температурасы төмен болсын. Сонда жоғарғы қабаттан төменгісіне ауысатын жылу мөлшері dS ауданға, dt уақытқа және - жылдамдық градиентіне тура пропорционал,

Пропорционалдық коэф. х – жылу өткізгіштік коэф д.а және оның өлшем бірлігі Вт/м*К.

Жылу өткізгіштік коэф-ң сан мәні газдың тегіне және күйіне тығыз байланысты.

Диффузия(лат. таралу, жайылу) – нақтылы дене бөлшектерінің жылулық қозғалыстарға ұшырай отырып,сол дене концентрациясының селдір аудандарына қарай жылжуы;молекулалардың жылулық қозғалысы салдарынан шекаралас орналасқан әр түрлі заттардың бір-біріне өту құбылысы. Диффузия дененің бүкіл көлеміндегі концентрация мөлшерінің бірте-бірте теңелуін, сөйтіп оның бірқалыпты сипат алуын қамтамасыз етеді. Кейбір денелердің өте шағын бөлшектері ғана емес (атомдар,молекулалар, иондар), біршама ірі түйіршіктеріде диффузиялық қасиетті иемденуі мүмкін. Диффузия жылдамдығы температураға тікелей байланысты, алайда бұл процесс газдарда өте тез, сүйықтарда одан гөрі баяу, ал қатты заттарда өте баяу өтеді. Диффузия қоспалы газдарда ғана емес, егер газдың берілген көлемдегі концентрациясы біркелкі болмаса, біртекті газдардада жүреді.

мұнда себебі = p₀ тығыздықты береді.Осыдан диффузия салдарынан ауысатын газ массасы мынаған тең : , масса теңдеулерін салыстыру арқылы диффузия коэфиценті анықталады:

Пропорционалдық коэфициент D-диффузия коэфициенті деп аталады және ол газдың қасиеттеріне ғана емес, сонымен қатар, ортаның да күйіне,табиғатына,тығыздығына көп тәуелді. Диффузия коэффициентінің өлшем бірлігі м²/с.

Еркін жол ұзындыгы , орташа еркін жол ұзындығы()—бөлшектердің өзі тәрізді басқа бөлшектермен тетелес екі соқтығысуы арасында жүріп өткен жолы. Соқтығысу түріне (серпімді, серпімсіз, т.б.) байланысты Е. ж. ұ. түрліше болып келеді. “Е. ж. ұ. ” ұғымы алғаш рет газдың кинетикалық теориясында қолданылды. Егер бірқалыпты және түзусызықты қозғалған газ молекуласы 1с ішінде өзінің жылдамдығына () тең жол жүре отырып,  рет серпімді соқтығысса, онда орташа Е. ж. ұ. былай анықталады: /=1/(n), мұндағы n — бірлік көлемдегі молекула саны (газ тығыздығы),  — молекулалардың эффективтік қимасы. Қалыпты жағдайда газ молекулаларының Е. ж. ұ. () шамамен 10–5 см болады. Е. ж. ұ. тұтқырлық, жылу өткізгіштік, диффузия, электр өткізгіштік тәрізді тасымалдау процестеріне байланысты есептерді шешкенде кеңінен қолданылады. Зарядталған бөлшектердің (электрондар мен иондардың) Е. ж. ұ-н қарастырғанда тиімді қима ұғымының мәні болмайды.Өйткені иондар (электрондар) атомдармен (молекулалармен) қашықтан да әсерлесе береді.