输运过程的微观解释
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设想在气体内部有一分界平面dS,
可以得出，在dt时间内通过dS面沿z 轴输运的质量为：
dM 1 3 v ( d dz ) z d sd t
0
对照斐克定律：
dM D (
1 3
d dz
ห้องสมุดไป่ตู้
) z d sd t
0
则扩散系数：
D
v
1这里的输运过程都是近平衡的非平衡过程不均匀性如温度梯度速度梯度分子密度数梯度都不大因而不管分子以前的平均数值如何它经过一次碰撞后就具有在新的碰撞地点的平均动能平均定向动量及平均粒子数密度
§3 输运过程的微观解释
气体内部发生输运过程的微观机制：
（1）分子的热运动，使气体内部的各种不均匀性不断地 混合起来，起到相互搅拌作用；
dt
1 6
n vd td s
内从上方穿过 ds平面向下的平均分子数： n vd td s
从上面（或从下面）穿越ds平面的分子，都是经过最后一 碰后，通过ds面的，认为分别具有 z 0 处和 z 0 处的定向动量。
则，dt时间内通过dS面沿z轴 输运的动量为： 1 d K n vd sd tm ( u z u z ) 0 0 6 du u z u z 2 ( ) z 0 0 dz 0 则在dt时间内通过dS面沿z轴输运的动量为：
一、黏滞现象的微观解释 内摩擦现象是由于分子热运动中通 过ds面交换定向动量的结果。 在层流流体中，每个分子除有热运 动动量外，还叠加上定向动量。 因为热运动动量的平均值为零，故 只需考虑流体中各层分子定向动量 设想在 z0 处，有一平面 ds 与定向动量方向平行，与z 轴垂直。如图。 1
dt 内从下方穿过 ds平面向上的平均分子数： 6
（2）分子的相互碰撞，它和分子热运动的搅拌作用进行 得快慢、输运过程的强弱的关系极为密切。 所讨论输运过程适用条件：
（1）这里的“输运过程都是近平衡的非平衡”过程， 空 间不均匀性（如温度梯度、速度梯度、分子密度数梯度） 都不大，因而不管分子以前的平均数值如何，它经过一次 碰撞后就具有在新的碰撞地点的平均动能、平均定向动量 及平均粒子数密度。 （2）在这里所讨论的气体是既足够稀薄（气体分子间平 均距离比起分子的大小要大得多，这是理想气体的特征）, 但又不是太稀薄（它不是“真空”中气体的输运现象）。
dQ 1 3 nv t r 2s 2 dT dz k( dT dz ) z d sd t
0
) z d sd t
0
对照傅里叶定律：
d Q (
则导热系数（热导率）为：
1 3
nv
t r 2s 2
K
1 3
n v m cV
1 3
v cV
三、扩散现象的微观解释
dK
1 3
nm v (
du dz
) z d sd t
0
1 3
du dz
v (
du dz
) z d sd t
0
对照前面公式：
d K (
1 3
) z d sd t
0
黏滞系数为：
v
二、热传导现象的微观解释 设想在气体内部有一分界平面dS, 可以推出，在dt时间内通过dS 面沿z轴输运的热量为：
可以得出，在dt时间内通过dS面沿z 轴输运的质量为：
dM 1 3 v ( d dz ) z d sd t
0
对照斐克定律：
dM D (
1 3
d dz
ห้องสมุดไป่ตู้
) z d sd t
0
则扩散系数：
D
v
1这里的输运过程都是近平衡的非平衡过程不均匀性如温度梯度速度梯度分子密度数梯度都不大因而不管分子以前的平均数值如何它经过一次碰撞后就具有在新的碰撞地点的平均动能平均定向动量及平均粒子数密度
§3 输运过程的微观解释
气体内部发生输运过程的微观机制：
（1）分子的热运动，使气体内部的各种不均匀性不断地 混合起来，起到相互搅拌作用；
dt
1 6
n vd td s
内从上方穿过 ds平面向下的平均分子数： n vd td s
从上面（或从下面）穿越ds平面的分子，都是经过最后一 碰后，通过ds面的，认为分别具有 z 0 处和 z 0 处的定向动量。
则，dt时间内通过dS面沿z轴 输运的动量为： 1 d K n vd sd tm ( u z u z ) 0 0 6 du u z u z 2 ( ) z 0 0 dz 0 则在dt时间内通过dS面沿z轴输运的动量为：
一、黏滞现象的微观解释 内摩擦现象是由于分子热运动中通 过ds面交换定向动量的结果。 在层流流体中，每个分子除有热运 动动量外，还叠加上定向动量。 因为热运动动量的平均值为零，故 只需考虑流体中各层分子定向动量 设想在 z0 处，有一平面 ds 与定向动量方向平行，与z 轴垂直。如图。 1
dt 内从下方穿过 ds平面向上的平均分子数： 6
（2）分子的相互碰撞，它和分子热运动的搅拌作用进行 得快慢、输运过程的强弱的关系极为密切。 所讨论输运过程适用条件：
（1）这里的“输运过程都是近平衡的非平衡”过程， 空 间不均匀性（如温度梯度、速度梯度、分子密度数梯度） 都不大，因而不管分子以前的平均数值如何，它经过一次 碰撞后就具有在新的碰撞地点的平均动能、平均定向动量 及平均粒子数密度。 （2）在这里所讨论的气体是既足够稀薄（气体分子间平 均距离比起分子的大小要大得多，这是理想气体的特征）, 但又不是太稀薄（它不是“真空”中气体的输运现象）。
dQ 1 3 nv t r 2s 2 dT dz k( dT dz ) z d sd t
0
) z d sd t
0
对照傅里叶定律：
d Q (
则导热系数（热导率）为：
1 3
nv
t r 2s 2
K
1 3
n v m cV
1 3
v cV
三、扩散现象的微观解释
dK
1 3
nm v (
du dz
) z d sd t
0
1 3
du dz
v (
du dz
) z d sd t
0
对照前面公式：
d K (
1 3
) z d sd t
0
黏滞系数为：
v
二、热传导现象的微观解释 设想在气体内部有一分界平面dS, 可以推出，在dt时间内通过dS 面沿z轴输运的热量为：