Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Дисциплины:
2022-09-15 | 34 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Наличие в системе нескольких различных молекулярных компонентов приводит к тому, что их концентрация может изменяться во времени и в пространстве. Закон, определяющий это изменение, задается уравнением (15.6), которое в отсутствие среднемассовой скорости смеси сводится к следующему:
, (15.7)
где вектор диффузионного потока определяется в свою очередь соотношением (15.5). Для изотермической системы последнее уравнение упрощается и, например, для бинарной смеси уравнение неразрывности сводится к уравнению диффузии
, (15.8)
решение которого имеет вид
. (15.9)
Полученное решение описывает изменение распределения концентрации со временем, если в начальный момент все вещество находилось в точке ( – полное количество диффундирующего вещества). Таким образом, с течением времени бинарная система становится все более и более однородной. Скорость установления однородного распределения определяется величиной коэффициента диффузии, физический смысл которого и механизм диффузии можно понять, лишь привлекая соображения кинетической теории. Прежде чем сделать это, вернемся еще раз к определяющему соотношению для потока (15.5). Переходя в термодинамических функциях к переменным , для бинарной смеси получим
,
где – коэффициент бародиффузии.
Коэффициент диффузии
Для определения коэффициента диффузии рассмотрим простейший случай покоящегося газа с постоянными температурой, давлением и полной плотностью числа молекул. Пусть далее смесь является бинарной, представляет собой идеальный газ и ее состав меняется вдоль оси . В силу постоянства давления и температуры . С другой стороны, поток молекул сорта 1 через единичную площадку плоскости обусловлен изменением плотности на длине свободного пробега молекулы и с точностью до коэффициента порядка единицы равен
|
,
где – средняя тепловая скорость молекул сорта . Аналогично поток молекул сорта 2 в противоположном направлении равен . Из постоянства давления следует, что эти две величины должны быть равными и коэффициент диффузии оказывается порядка
, (15.10)
где мы ввели некоторые коэффициенты порядка единицы, зависящие от свойств газов и их относительных концентраций.
Простая молекулярно-кинетическая модель диффузии, позволяющая определить коэффициент диффузии, совершенно неприменима для описания термодиффузии. Эффект термодиффузии оказывается значительно более тонким. Вязкость, теплопроводность и диффузия обусловлены переносом какого-либо молекулярного признака (импульса, энергии и числа частиц) на масштабах порядка длины свободного пробега молекул, определяемого столкновениями молекул. Термодиффузия же возникает из-за зависимости частоты столкновений молекул от скорости. Поэтому в зависимости от температуры (и модели межмолекулярного взаимодействия!) коэффициент термодиффузии может быть положительным, отрицательным или равным нулю.
Мы не можем сказать, требуется что-либо
сверх уравнения вроде каких-то богов, или нет.
Поэтому каждый из нас может иметь на этот
счет свое особое мнение.
Ричард Фейнман
Уравнения многожидкостной
Гидродинамики
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!