7.9 Флуктуации
Флуктуации — случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантовомеханическими эффектами.
Примером термодинамических флуктуаций являются флуктуации плотности вещества в окрестностях критических точек, приводящих, в частности, к сильному рассеянию света веществом и потери прозрачности.
Флуктуации, вызванные квантовомеханическими эффектами присутствуют даже при температуре абсолютного нуля. Они принципиально неустранимы. Пример проявления квантовомеханических флуктуаций — эффект Казимира, а также силы Ван-дер-Ваальса.
8.1 Явление переноса в газах.
Явление переноса в газах – необратимый процесс, происходящий в том случае. Если отклонения от равновесия не велики. При нарушениях равновесия в телах возникают потоки тепла, либо массы, электрического заряда и т.п., сопутствующие этому явления называются явлениями переноса.
Различают три явления переноса: внутреннее трение (вязкость), теплопроводность и диффузию.
8.2 Диффузия Теплопроводность Внутреннее трение
Диффузия (лат. diffusio - распространение, растекание, рассеивание) — процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Самым известным примером диффузии является перемешивание газов или жидкостей D=1/3 <V>*лямда (средняя скорость теплового движении и средняя длина пробега)
Теплопрово́дность — это способность вещества пропускать через свой объём тепловую энергию, а также количественная оценка этой способности (также называется коэффициентом теплопроводности).
Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передается из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. X=BnCv
Вя́зкость(вну́треннее тре́ние) — одно из трёх явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.
Различают динамическую вязкость (единицы измерения: пуаз, Па*с) и кинематическую вязкость (единицы измерения: стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объема через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.
В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения вычисляется по формуле
где
< u > — средняя скорость теплового
движения молекул, λ − средняя длина
свободного пробега n=1/3
ро*<v>*лямда
8.3Зависимость коэфицентов переноса от параметров.
Xобратно пропорционально корню из массы, зависит от числа степеней свободы молекулы, с понижнием давления уменьшается с повышением температуры растет пропорционально корню из тем-ры.
D коэф диффузии обратно пропорционален числу молекул в единице объема а следовательно и давлению. с повышением температуры растет пропорционально корню из тем-ры.
Вязкость не зависит от числа молекул в единице объема. А следовательно и от давления.Это справедливо пока лямда остается малой по сравнению с размерами зазора,как только это нарушается коэф. Вязкости начинает все больше зависить от давления уменьшаясь с его понижением. Растет с температурой пропорционально корню из Т