Общий механизм явлений переносов. Диффузия и теплопроводность в газах, жидкостях и твердых телах. Интегральные уравнения диффузии, теплопроводности и вязкости

В газе, находящемся в неравновесном состоянии, возникают необратимые процессы, называемые явлениями переноса. В ходе этих процессов происходит пространственный перенос вещества (диффузия), энергии (теплопроводность), импульса направленного движ-я (вязкое трение). Если течение процесса не изменяется со временем, то такой процесс называется стационарным.Диффузия, теплопроводность, вязкость являются необратимыми процессами, возникающими самопроизвольно вследствие теплового движ-я при отклонении вещества (газа) от равновесного состояния. Диффузия - взаимопроникновение вещества в разл-х смесях, сопровождающееся направленным переносом массы вещества из мест с высокой плотностью в места с меньшей плотностью. Перенос массы вещества подчиняется закону Фика: где D – коэф-т диффузии. Масса М вещества, перенесенная в результате стационарной диффузии через площадь S за время t: .Согласно кинетической теории газов, Наиболее быстро процесс протекает в газе, если он неоднороден по составу. Значительно медленнее протекают подобные процессы в жидкостях. Взаимопроникновение двух разнородных жидкостей друг в друга, растворение твердых веществ в жидкостях (например, сахара в воде) – примеры диффузионных процессов в жидкостях. Наиболее медленно процесс диффузии протекает в твердых телах. Однако, опыты показывают, что при контакте хорошо очищенных поверхностей двух металлов через длительное время в каждом из них обнаруживается атомы другого металла. Теплопроводность. Если в одной области газа средняя кинетическая энергия молекул больше, чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул темп-ра выравнивается. Процесс передачи энергии в форме тепла подчиняется закону Фурье. ,где k - коэф-т теплопроводности.Количество тепла, переносимое в стационарном процессе теплопроводности через площадь S за время t .Для идеального газа где c_v – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, r - плотность газа. Выразим от сюда коэ-т вязкости .