Разделы презентаций


Явления переноса презентация, доклад

Содержание

ПланЯвления переноса в неравновесных системахДиффузияВязкостьТеплопроводностьЯвления переноса в твёрдых и жидких телахСтолкновения молекул. Средняя длина свободного пробега. Среднее число столкновений в единицу времени. ВакуумКоэффициенты переноса в газах

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Явления переноса
Лекция 7
ВоГУ
Кузина Л.А.,
к.ф.-м.н., доцент
2015 г.

Явления переносаЛекция 7ВоГУКузина Л.А., к.ф.-м.н., доцент2015 г.

Слайд 2План
Явления переноса в неравновесных системах
Диффузия
Вязкость
Теплопроводность
Явления переноса в твёрдых и жидких

телах
Столкновения молекул. Средняя длина свободного пробега. Среднее число столкновений в

единицу времени. Вакуум
Коэффициенты переноса в газах
а) Коэффициент диффузии
б) Коэффициент вязкости
в) Коэффициент теплопроводности
8. Общность механизма явлений переноса в газах.
Выводы (обобщение – справочная таблица)
ПланЯвления переноса в неравновесных системахДиффузияВязкостьТеплопроводностьЯвления переноса в твёрдых и жидких телахСтолкновения молекул. Средняя длина свободного пробега. Среднее

Слайд 3 Система неравновесна,
если какая-либо физическая характеристика вещества имеет разные

значения в разных точках системы
Явления переноса в неравновесных системах
В

таких системах происходят необратимые процессы, называемые явлениями переноса.
Следствия этих процессов – выравнивание характеристик вещества по всему объёму

Определение:

Система неравновесна, если какая-либо физическая характеристика вещества имеет разные значения в разных точках системыЯвления переноса в

Слайд 41) Если неодинакова концентрация частиц,
Явления переноса в неравновесных системах
3) Если

неодинакова температура,
происходит перенос массы вещества; это – диффузия
происходит перенос энергии

(теплоты)
это – теплопроводность

2) Если неодинакова скорость направленного движения частиц,

Законы, описывающие явления переноса, были открыты экспериментально

происходит перенос импульса;
это – вязкость (внутренне трение)

1) Если неодинакова концентрация частиц,Явления переноса в неравновесных системах3) Если неодинакова температура,происходит перенос массы вещества; это –

Слайд 5Плотность потока частиц IN
пропорциональна градиенту

концентрации

:

Плотность потока частиц IN– число
частиц,

перенесённых за единицу
времени через единичную площадку,
перпендикулярную
направлению переноса:

Пусть концентрация частиц n изменяется вдоль оси OZ

Закон Фика:

Диффузия

Плотность потока частиц IN пропорциональна градиенту концентрации    :    Плотность потока частиц

Слайд 6Диффузия
Коэффициент диффузии
Число частиц, перенесённых за время
dt через малую

площадку ΔS,
пропорционально и промежутку
времени, и величине площадки, а

также градиенту концентрации ,

показывающему, как быстро изменяется концентрация вдоль оси OZ

Закон Фика:

Перенос происходит в точки с меньшей концентрацией

ДиффузияКоэффициент диффузииЧисло частиц, перенесённых за время dt через малую площадку ΔS, пропорционально и промежутку времени, и величине

Слайд 7Диффузия
Коэффициент диффузии D численно равен массе вещества, перенесённого за единицу

времени через единичную площадку при единичном градиенте плотности
Плотность потока массы
По

определению:

По закону Фика:

ДиффузияКоэффициент диффузии D численно равен массе вещества, перенесённого за единицу времени через единичную площадку при единичном градиенте

Слайд 8При перемещении одного слоя относительно другого возникают силы внутреннего трения
Медленный

слой ускоряется
Быстрый слой тормозится
Закон Ньютона:
Вязкость – перенос импульса
по определению:
Плотность

потока импульса:

по закону Ньютона:

Вязкость (внутреннее трение)

импульс, перенесённый за
единицу времени через
единичную площадку

При перемещении одного слоя относительно другого возникают силы внутреннего тренияМедленный слой ускоряетсяБыстрый слой тормозится Закон Ньютона:Вязкость –

Слайд 9Вязкость. Закон Ньютона
Коэффициент вязкости η численно равен импульсу, перенесённому из

слоя в слой через единичную площадку за единицу времени при

единичном градиенте скорости направленного движения слоёв

Коэффициент динамической вязкости

Вязкость. Закон НьютонаКоэффициент вязкости η численно равен импульсу, перенесённому из слоя в слой через единичную площадку за

Слайд 10Количество теплоты, перенесённой через площадку
ΔS за время dt, пропорционально

градиенту температуры

численно равен количеству теплоты, перенесённой через

единичную площадку за единицу времени при единичном градиенте температуры

Теплопроводность. Закон Фурье

Коэффициент теплопроводности

Количество теплоты, перенесённой через площадку ΔS за время dt, пропорционально градиенту температуры   численно равен количеству

Слайд 11 Теплота переносится из области с большей температурой в область

с меньшей температурой
Плотность потока тепловой
энергии пропорциональна

градиенту температуры :

– плотность потока
теплоты по определению

Теплопроводность

По закону Фурье:

Теплота переносится из области с большей температурой в область с меньшей температуройПлотность потока тепловой энергии пропорциональна

Слайд 12Явления переноса в твёрдых и жидких телах
Диффузия
С ростом температуры подвижность

молекул растёт коэффициент
диффузии жидкости увеличивается

в жидкостях протекает медленнее, чем в газах
Для некоторых твёрдых тел при комнатной температуре
практически не заметна

Это объясняется меньшей подвижностью частиц в конденсированной фазе

Явления переноса в твёрдых и жидких телахДиффузияС ростом температуры подвижность молекул растёт     коэффициент

Слайд 13жидкости с ростом температуры уменьшается, так как молекулы легче меняют

своё положение и, например, при движении тела в жидкости легче

«пропускают» его, перестраиваясь в другое положение.

Вязкость

Сами же коэффициенты вязкости для жидкостей на несколько порядков больше, чем для газов.

жидких и твёрдых тел больше, чем газов.
Это объясняется взаимодействием частиц, в результате которого тепловая
энергия передаётся быстрее. У металлов теплопроводность большая
за счёт очень подвижных электронов

Теплопроводность

жидкости с ростом температуры уменьшается, так как молекулы легче меняют своё положение и, например, при движении тела

Слайд 14 – средняя продолжительность свободного пробега (среднее время между двумя

последовательными столкновениями)
Столкновения молекул. Средняя длина свободного пробега
Среднее число столкновений в

единицу времени

– среднее число столкновений молекулы за единицу времени

λ – длина свободного пробега
молекулы между двумя
последовательными столкновениями
Это – случайная величина

– средняя арифметическая скорость

Молекулы газа движутся хаотически и сталкиваются между собой. Траектория молекулы – ломаная линия

– средняя продолжительность свободного пробега (среднее время между двумя последовательными столкновениями)Столкновения молекул. Средняя длина свободного пробегаСреднее

Слайд 15– эффективное сечение
Эффективный диаметр молекулы
dэфф., d – эффективный диаметр
молекулы

– это минимальное
расстояние, на которое могут
сблизиться при столкновении

центры двух молекул

σ – площадь круга с радиусом, равным эффективному диаметру молекулы

внутрь сферы радиусом d
не сможет попасть центр
другой молекулы

– эффективное сечениеЭффективный диаметр молекулыdэфф., d – эффективный диаметр молекулы – это минимальное расстояние, на которое могут

Слайд 16Среднее число столкновений молекулы с другими в единицу времени
Рассмотрим движение

одной молекулы среди неподвижных молекул
Столкновение произойдёт, если центр какой-либо молекулы

попадёт в ломаный цилиндр объёмом

Число молекул, центры которых попали в цилиндр:

Число столкновений молекулы за единицу времени:

– с учётом движения других молекул

Среднее число столкновений молекулы с другими в единицу времениРассмотрим движение одной молекулы среди неподвижных молекулСтолкновение произойдёт, если

Слайд 17Средняя длина свободного пробега

Средняя длина свободного пробега

Слайд 18Коэффициенты переноса в газах
Результирующий перенос:
За время dt до площадки

дойдёт часть молекул,

которые были от площадки

на расстоянии не больше, чем dt,
в объёме

1) Коэффициент диффузии

Последний раз перед пересечением площадки молекулы сталкиваются с
другими молекулами и изменяют направление движения на расстоянии
< λ > от площадки; следовательно, они перенесут через неё информацию
о концентрации, сложившуюся на расстоянии < λ > от площадки.

Коэффициенты переноса в газахРезультирующий перенос: За время dt до площадки дойдёт    часть молекул, которые

Слайд 19Коэффициент диффузии
Результирующий перенос:

Коэффициент диффузииРезультирующий перенос:

Слайд 20Коэффициенты переноса в газах
Импульс молекул, находящихся слева от площадки,

связанный с направленным движением слоёв газа, равен

; справа –

2) Коэффициент вязкости

Последний раз перед пересечением площадки молекулы сталкиваются с
другими молекулами и изменяют направление движения на расстоянии
< λ > от площадки; следовательно, они перенесут через неё информацию
об импульсе, сложившуюся на расстоянии < λ > от площадки

Результирующий перенос импульса:

Коэффициенты переноса в газах Импульс молекул, находящихся слева от площадки, связанный с направленным движением слоёв газа, равен

Слайд 21Результирующий перенос импульса:
Коэффициент вязкости

Результирующий перенос импульса:Коэффициент вязкости

Слайд 22Коэффициент вязкости газа
Коэффициент вязкости газа
с ростом температуры
при постоянном

давлении растёт
за счёт увеличения скорости хаотического движения:
за счёт увеличения

длины свободного пробега:
Коэффициент вязкости газаКоэффициент вязкости газа с ростом температуры при постоянном давлении растёт за счёт увеличения скорости хаотического

Слайд 23 Средняя энергия теплового движения молекул, находящихся слева от площадки,

равна

;

справа –

3) Коэффициент теплопроводности

Последний раз перед пересечением площадки молекулы сталкиваются с
другими молекулами и изменяют направление движения на расстоянии
< λ > от площадки; следовательно, они перенесут через неё информацию
об энергии теплового движения, сложившуюся на расстоянии < λ > от
площадки

Результирующий перенос теплоты:

Средняя энергия теплового движения молекул, находящихся слева от площадки, равна

Слайд 24Коэффициент теплопроводности
Результирующий перенос теплоты:

Коэффициент теплопроводностиРезультирующий перенос теплоты:

Слайд 25Коэффициент теплопроводности





молярная теплоёмкость




удельная теплоёмкость

Коэффициент теплопроводности    молярная теплоёмкость   удельная теплоёмкость

Слайд 26Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности при постоянной температуре

не зависит от давления:
уменьшение плотности компенсируется увеличением
В состоянии

вакуума длина свободного пробега <λ>
соизмерима с размерами сосуда

Молекулы от стенки до стенки пролетают без столкновений

При дальнейшей откачке <λ> не меняется:

Теплопроводность разреженного газа уменьшается за счёт уменьшения плотности

Коэффициент теплопроводности   Коэффициент теплопроводности при постоянной температуре не зависит от давления:уменьшение плотности компенсируется увеличением В

Слайд 27Общность механизма явлений переноса в газах
Все явления переноса в газах

обусловлены хаотическим движением молекул
В результате теплового движения молекулы переносят по

всему объёму
массу;
импульс, связанный с направленным движением;
тепловую энергию

Вследствие этого коэффициенты переноса
связаны друг с другом

Общность механизма явлений переноса в газахВсе явления переноса в газах обусловлены хаотическим движением молекулВ результате теплового движения

Слайд 28Общность механизма явлений переноса в газах
Коэффициенты переноса связаны друг с

другом

Общность механизма явлений переноса в газахКоэффициенты переноса связаны друг с другом

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика