в разреженном газе.
Физический вакуум.
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Термодинамические потоки. Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость. Эффузия в разреженном газе презентация
Содержание
- 1. Термодинамические потоки. Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость. Эффузия в разреженном газе
- 2. Потоки: Вещества – диффузия Теловой энергии
- 3. ТД потоки восстанавливают равновесие. Диффузия - процесс
- 4. - коэффициент переноса или кинематический коэффициент.
- 5. Общее уравнение переноса Для частиц
- 6. Так как: то Плотность потока: Поток:
- 9. Диффузия от
- 11. в общем случае (в трёхмерной системе)
- 12. Коэффициент диффузии D численно равен диффузионному
- 13. Динамическая вязкость газов. Внутреннее трение.
- 15. Закон вязкости был открыт И. Ньютоном в 1687 г. Тогда разность
- 16. Движение слоев вертикальное
- 17. Плотность потока импульса
- 18. Уравнение Бернулли
- 20. Теплопроводность газов
- 22. или
- 23. Зависимость коэффициентов переноса от давления Р
- 24. С ростом давления λ уменьшается
- 25. На рисунке показаны зависимости коэффициентов переноса и
- 27. Молекулярное течение. Эффузия газов
- 28. В вакууме происходит передача импульса
- 29. Стационарное состояние разряженного газа, находящегося в
- 30. Когда стенки сосуда имеют разную температуру
- 31. Пояснение
- 32. Тривиальный вывод: в вакууме теплопроводность газа ниже - термосы
- 33. Два газа начинают смешиваться при разных температурах
- 34. Пояснение
- 35. Имеются два разных газа в разных частях
- 36. Пояснение
- 37. Диффузионный метод разделения изотопов
- 38. Физический вакуум Газ называется разреженным,
- 39. Конец лекции 16
Потоки: Вещества – диффузия Теловой энергии – теплопроводность Импульса – внутреннее трение (вязкость) При отклонении параметров газа от равновесия возникают явления переноса (термодинамические потоки). Основными явлениями являются внутреннее
Слайд 1Лекция 16-2017 г.
Термодинамические потоки.
Явление переноса в газах: диффузия, теплопроводность и вязкость.
Эффузия
Слайд 2Потоки:
Вещества – диффузия
Теловой энергии – теплопроводность
Импульса – внутреннее трение
(вязкость)
При отклонении параметров газа от равновесия возникают явления переноса (термодинамические потоки).
Основными явлениями являются внутреннее трение или вязкость, теплопроводность и дифффузия.
Слайд 3ТД потоки восстанавливают равновесие.
Диффузия - процесс самопроизвольного выравнивания концентраций веществ в
средах (в газах быстрее всего)
Интенсивность потока - количество физической величины, переносимое за 1с через выбранную поверхность
- плотность потока ТД величины
Слайд 4
- коэффициент переноса или кинематический коэффициент.
Знак минус говорит о том, что
поток направлен в сторону уменьшения величины G по одному направлению:
Перемещение самих потоков - конвекция
Поток:
Плотность потока
Общая формула для плотности потока:
Слайд 9 Диффузия от латинского diffusio
– распространение, растекание − взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга, вследствие теплового движения частиц вещества.
Диффузия происходит в направлении уменьшения концентрации вещества и ведет к его равномерному распределению по занимаемому объему.
Диффузия происходит в направлении уменьшения концентрации вещества и ведет к его равномерному распределению по занимаемому объему.
Диффузия газов
Слайд 10 Градиент концентрации, в общем случае равен
Диффузия - процесс выравнивания концентрации различных частиц
Слайд 11в общем случае (в трёхмерной системе)
уравнение Фика.
Из уравнения Фика видно, что диффузионный поток, направлен в сторону уменьшения концентрации.
Слайд 12 Коэффициент диффузии D численно равен диффузионному потоку через единицу площади в
единицу времени при
Измеряется коэффициент диффузии D
в м2/с.
О физическом смысле коэффициента диффузии
Коэффициент диффузии называют еще кинематической вязкостью
Слайд 21
– Это уравнение теплопроводности Ж.Фурье.
Здесь Q – тепловой поток;
χ – коэффициент теплопроводности, равный:
Слайд 23Зависимость коэффициентов переноса от давления Р
Так как скорость теплового
движения молекул и не зависит от давления Р, а коэффициент диффузии D ~ λ , то и зависимость D от Р должна быть подобна зависимости λ(Р).
При обычных давлениях и в разряженных газах
в высоком вакууме D = const.
При обычных давлениях и в разряженных газах
в высоком вакууме D = const.
Слайд 24 С ростом давления λ уменьшается и затрудняется диффузия (
).
В вакууме и при обычных давлениях отсюда, и
С увеличением Р и ρ, повышается число молекул переносящих импульс из слоя в слой, но зато уменьшается расстояние свободного пробега λ. Поэтому, вязкость η и теплопроводность χ, при высоких давлениях, не зависят от Р (η и χ – const).
Все эти результаты подтверждены экспериментально (см. след. рис.).
Слайд 25На рисунке показаны зависимости коэффициентов переноса и λ от давления Р.
Эти зависимости широко используют в технике (например, при измерении вакуума).
Слайд 27Молекулярное течение. Эффузия газов
Молекулярное течение –
течение газов в условиях высокого вакуума, то есть когда молекулы почти не сталкиваются друг с другом. Изменения их скорости происходят из-за столкновений со стенкой сосуда.
Течение газа в условиях вакуума через отверстие (под действием разности давлений) называется эффузией газа.
Слайд 28 В вакууме происходит передача импульса непосредственно стенкам сосуда, то
есть, происходит трение газа о стенки сосуда.
Трение перестаёт быть внутренним, и понятие вязкости теряет свой прежний смысл (как трение одного слоя газа о другой).
Слайд 29 Стационарное состояние разряженного газа, находящегося в двух сосудах, соединенных узкой трубкой,
возможно при условии равенства встречных потоков частиц, перемещающихся из одного сосуда в другой:
где n1 и n2 – число молекул
в 1 м3 в обоих сосудах; и
– их средние арифметические скорости.
Слайд 33Два газа начинают смешиваться при разных температурах
Обычное состояние: плотности газов в
обеих частях сосуда будут разные
p1 = p2
Слайд 35Имеются два разных газа в разных частях сосуда с перегородкой. Температура
одинаковая. Начальные давления разные. Открываем перегородку.
В условиях вакуума наблюдается изотермическая эффузия двух газов
В условиях вакуума наблюдается изотермическая эффузия двух газов
В условиях вакуума давление больше там, где больше температура
За счет больших скоростей у молекул водорода возникают первичные скачки давления.
Условие равновесия
Слайд 38Физический вакуум
Газ называется разреженным, если его плотность столь мала,
что средняя длина свободного пробега молекул может быть сравнима с линейными размерами l сосуда, в котором находится газ.
Такое состояние газа называется вакуумом.
Различают следующие степени вакуума: сверхвысокий ( ),
высокий ( ),
средний ( ) и низкий вакуум.
Такое состояние газа называется вакуумом.
Различают следующие степени вакуума: сверхвысокий ( ),
высокий ( ),
средний ( ) и низкий вакуум.
