Явления переноса. Лекция № 16 - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №10

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №11

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №12

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №13

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №14

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №15

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №16

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №17

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №18

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №19

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №20

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №21

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №22

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №23

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №24

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №25

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №26

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №27

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №28

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №29

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №30

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №31

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №32

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №33

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №34

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №35

Явления переноса. Лекция № 16, слайд №36

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Явления переноса. Лекция № 16. Доклад-сообщение содержит 36 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Лекция № 16 ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

Слайд 2

Описание слайда:

Литература: Глаголев К.В., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 368 с./Под ред. Л.К.Мартинсона, А.Н.Морозова.

Слайд 3

Описание слайда:

Термодинамические потоки Выведенная из состояния равновесия, любая макросистема стремится вернуться в равновесное состояние. Нарушение равновесия сопровождается возникновением потоков частиц (или тепла, или электрического заряда и т.д.). Молекула при движении переносит массу m, импульс

Слайд 4

Описание слайда:

Явления переноса в газах Внутренний механизм явлений переноса – хаотическое тепловое движение молекул, приводящее их к перемешиванию. Подразделяют:

Слайд 5

Описание слайда:

Молекулярно-кинетическая интерпретация явлений переноса Рассмотрим явления переноса в газах с молекулярно-кинетической точки зрения. Расчеты будут иметь оценочный характер.

Слайд 6

Описание слайда:

где n — концентрация молекул. Эти потоки и являются переносчиками определенных физических величин G. Плотность потока величины будем обозначать jG. где n — концентрация молекул. Эти потоки и являются переносчиками определенных физических величин G. Плотность потока величины будем обозначать jG.

Слайд 7

Описание слайда:

Общее уравнение переноса Пусть величина меняется только в направлении оси X, так, как показано на рис. 16.1. Площадку S будут пронизывать молекулы, движущиеся во встречных направлениях, их плотности потоков обозначим j и j. Причем j = j = j, чтобы не возникало газодинамических потоков, и чтобы все процессы сводились только к переносу величины G.

Слайд 8

Описание слайда:

Слайд 9

Описание слайда:

Тогда для результирующей плотности потока величины G, с учетом (16.1) можно записать: Тогда для результирующей плотности потока величины G, с учетом (16.1) можно записать:

Слайд 10

Описание слайда:

Здесь n – концентрация молекул, – их средняя тепловая скорость. Значения этих величин берутся в сечении S. Здесь n – концентрация молекул, – их средняя тепловая скорость. Значения этих величин берутся в сечении S.

Слайд 11

Описание слайда:

Коэффициенты переноса Диффузия – процесс самопроизвольного выравнивания концентраций веществ в смесях.

Слайд 12

Описание слайда:

Диффузия в газе. Ограничимся рассмотрением самодиффузии - процесса перемешивания (взаимопроникновения) молекул одного сорта. Наблюдать этот процесс можно с помощью так называемых «меченых» атомов: берут смесь газов из двух изотопов одного и того же элемента, один из которых радиоактивен. Тогда процесс диффузии можно наблюдать, регистрируя радиоактивное излучение радиоизотопа. Можно взять смесь двух различных газов, молекулы которых почти одинаковы по массе и размерам (например, N2 и CO). Диффузия в газе. Ограничимся рассмотрением самодиффузии - процесса перемешивания (взаимопроникновения) молекул одного сорта. Наблюдать этот процесс можно с помощью так называемых «меченых» атомов: берут смесь газов из двух изотопов одного и того же элемента, один из которых радиоактивен. Тогда процесс диффузии можно наблюдать, регистрируя радиоактивное излучение радиоизотопа. Можно взять смесь двух различных газов, молекулы которых почти одинаковы по массе и размерам (например, N2 и CO).

Слайд 13

Описание слайда:

В этом случае у обеих компонент газа будут одинаковы средние скорости и длины свободного пробега λ. В этом случае у обеих компонент газа будут одинаковы средние скорости и длины свободного пробега λ.

Слайд 14

Описание слайда:

Пусть концентрация молекул первого сорта n1 = n1(x). Учитывая, что величина G в уравнении (16.4) есть характеристика переносимого в данном случае количества, отнесенного к одной молекуле, определим G: Пусть концентрация молекул первого сорта n1 = n1(x). Учитывая, что величина G в уравнении (16.4) есть характеристика переносимого в данном случае количества, отнесенного к одной молекуле, определим G:

Слайд 15

Описание слайда:

Сравнив (16.5) с (16.1), найдем коэффициент самодиффузии Сравнив (16.5) с (16.1), найдем коэффициент самодиффузии

Слайд 16

Описание слайда:

Внутреннее трение или вязкость – возникновение силы трения между двумя слоями жидкости или газа, движущимися с различными скоростями. Внутреннее трение или вязкость – возникновение силы трения между двумя слоями жидкости или газа, движущимися с различными скоростями.

Слайд 17

Описание слайда:

где η – коэффициент вязкости (вязкость), производная u/x – градиент скорости – характеризует степень изменения скорости жидкости или газа в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев. [f]=Н/м2. где η – коэффициент вязкости (вязкость), производная u/x – градиент скорости – характеризует степень изменения скорости жидкости или газа в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев. [f]=Н/м2.

Слайд 18

Описание слайда:

где jp - импульс, передаваемый ежесекундно от слоя к слою через единицу площади поверхности – плотность потока импульса. где jp - импульс, передаваемый ежесекундно от слоя к слою через единицу площади поверхности – плотность потока импульса.

Слайд 19

Описание слайда:

Вязкость газов. В этом случае через единичную площадку S будет происходить перенос импульса p = m0u, где m0 – масса молекулы. Здесь G = p, из уравнения (16.4) плотность потока импульса: Вязкость газов. В этом случае через единичную площадку S будет происходить перенос импульса p = m0u, где m0 – масса молекулы. Здесь G = p, из уравнения (16.4) плотность потока импульса:

Слайд 20

Описание слайда:

Теплопроводность – переход энергии от более нагретых областей к менее нагретым при отсутствии перемешивания жидкости или газа и конвекционных течений в них. Теплопроводность – переход энергии от более нагретых областей к менее нагретым при отсутствии перемешивания жидкости или газа и конвекционных течений в них.

Слайд 21

Описание слайда:

Здесь (ik)/2 - теплоемкость при постоянном объеме, рассчитанная на одну молекулу Здесь (ik)/2 - теплоемкость при постоянном объеме, рассчитанная на одну молекулу

Слайд 22

Описание слайда:

Если в среде создать вдоль оси градиент температуры T/x, то возникает поток тепла, плотность которого Если в среде создать вдоль оси градиент температуры T/x, то возникает поток тепла, плотность которого

Слайд 23

Описание слайда:

При увеличении температуры T коэффициенты D, η и  возрастают. При увеличении температуры T коэффициенты D, η и  возрастают.

Слайд 24

Описание слайда:

Физический вакуум Теплопроводность  и вязкость η не зависят от плотности газа, если она достаточно велика. Для сильно разреженного газа, плотность которого столь мала, что длина свободного пробега λ его молекул сравнима с характерным размером L сосуда, теплопроводность  и вязкость η начинают зависеть от плотности (уменьшаются с уменьшением плотности газа).

Слайд 25

Описание слайда:

Состояние, при котором длина свободного пробега λ молекул газа становится того же порядка (или более), что и характерный размер L сосуда, в котором он находится, называется вакуумом. Различают низкий (λ < L), средний (λ L) и высокий, или глубокий (λ >> L) вакуум. Газ в состоянии высокого вакуума называют ультраразреженным. Состояние, при котором длина свободного пробега λ молекул газа становится того же порядка (или более), что и характерный размер L сосуда, в котором он находится, называется вакуумом. Различают низкий (λ < L), средний (λ L) и высокий, или глубокий (λ >> L) вакуум. Газ в состоянии высокого вакуума называют ультраразреженным.

Слайд 26

Описание слайда:

В условиях вакуума бессмысленно говорить о давлении одной части газа на другую. Имеет смысл говорить только о силе трения, испытываемого движущимся телом. В условиях вакуума бессмысленно говорить о давлении одной части газа на другую. Имеет смысл говорить только о силе трения, испытываемого движущимся телом.

Слайд 27

Описание слайда:

Вакуум – понятие относительное: условие λ > L может иметь место в малых порах (деревьев или почвы) даже при атмосферном давлении. Причем газ одной и той же плотности в сосудах разного размера может находиться в обычном состоянии (λ L может иметь место в малых порах (деревьев или почвы) даже при атмосферном давлении. Причем газ одной и той же плотности в сосудах разного размера может находиться в обычном состоянии (λ

Слайд 28

Описание слайда:

Эффузия в разреженном газе (Самостоятельное изучение.) Эффузия – процесс истечения разреженного газа из отверстия, характерные размеры которого много меньше длины свободного пробега (λ >> L).

Слайд 29

Описание слайда:

Изотермическая эффузия – газ, молекулы которого имеют меньшую массу, более интенсивно проходит через пористую перегородку, чем газ, имеющий более тяжелые молекулы (используют для разделения изотопов урана при его обогащении). Изотермическая эффузия – газ, молекулы которого имеют меньшую массу, более интенсивно проходит через пористую перегородку, чем газ, имеющий более тяжелые молекулы (используют для разделения изотопов урана при его обогащении).

Слайд 30

Описание слайда:

Броуновское движение В любой среде существуют постоянные микроскопические флуктуации давления. Они, воздействуя на помещенные в среду частицы, приводят к их случайным перемещениям. Это хаотическое движение мельчайших частиц в жидкости или газе называется броуновским движением, а сама частица – броуновской.

Слайд 31

Описание слайда:

Броуновское движение было впервые экспериментально открыто и исследовано в 1827 г. английским ботаником Р.Броуном, который наблюдал в микроскоп взвешенную в воде цветочную пыльцу. Частички пыльцы совершали случайные перемещения, причем средняя длина этих перемещений за равные промежутки времени не изменялась при постоянных параметрах жидкости, например ее температуре. С повышением температуры интенсивность броуновского движения увеличивалась. Броуновское движение было впервые экспериментально открыто и исследовано в 1827 г. английским ботаником Р.Броуном, который наблюдал в микроскоп взвешенную в воде цветочную пыльцу. Частички пыльцы совершали случайные перемещения, причем средняя длина этих перемещений за равные промежутки времени не изменялась при постоянных параметрах жидкости, например ее температуре. С повышением температуры интенсивность броуновского движения увеличивалась.

Слайд 32

Описание слайда:

Производство энтропии в необратимых процессах При протекании необратимых термодинамических процессов происходит возрастание энтропии. Производство энтропии в единичном объеме при протекании различных процессов:

Слайд 33

Описание слайда:

Производство энтропии внутри выделенного объема V среды: Производство энтропии внутри выделенного объема V среды:

Слайд 34

Описание слайда:

Без учета взаимного влияния различных необратимых процессов соотношение между термодинамическими силами и плотностями потоков для рассматриваемого случая имеет линейную зависимость: Без учета взаимного влияния различных необратимых процессов соотношение между термодинамическими силами и плотностями потоков для рассматриваемого случая имеет линейную зависимость: