24. Явл переноса внутр трение (вязкость).

Беспоряд тепл движ молек в газе привод к тому, что молек перенос с одного места в др и при столкн перед друг др кинетич эн и кол-во движ. Этот перенос молек и столкнов между ними обуславл несколько проц, кот наз явл переноса, в рез-те кот происх пространств перенос энерг, массы, импульса. К явл переноса относ диффузия (обусл переносом массы), теплопроводн (обусл переносом энерг) и вн трение (обусл переносом импульса силы или кол-ва движ).

Если в газе им слои, движ с различ скор, то обмен молек между этими слоями будет сопровожд переносом кол-ва движ из одного слоя в др. Молек, переходящ из более быстр слоя в более медл, приносят с собой избыт кол-ва движ, кот путем столкнов распредел между молек этого слоя, вследств чего медл двигавш слой ускор. Проц переноса кол-ва движ из одного слоя в др, приводящ к выравн скор отдельн слоев, наз внутр трен или вязкостью газа.

Если разн скор движ слоев газа внеш силами поддерж постоян, то и поток кол-ва движ от слоя к слою будет постоян (стационар).

Для жидк хар-на достат плотн упаковка молек. Поэтому кажд молек, постоян сталк с соседн молек, в теч некот врем колебл ок определ полож равновес. Средн вр , в теч кот молек колебл ок дан полож равновес, наз врем оседл жизни молек.

₀expE/(kT), (1) где ₀ – сред период колеб молек; E – мин эн, кот нужно сообщ молек жидк, чтобы она могла перейти из одн полож равновес в др; k – пост Больцмана; Т – абсолют темпер жидк.

При движ жидк между слоями, перемещ с различ скор, возник силы внутр трен (вязкости) подобно, как и в газе. Эти силы направл так, что ускор медл движ слои или замедл быстро движ.

Колич перенос кол-ва движ между слоями, движ с различ скор, в газах и жидк опис аналогич ур-ми.

Рассмот ламинар поток жид или газа в направл осиY (рис. 1). Слои движ с разн скор, а скор 2-х слоев, отстоящ друг от др на расстоян dx, отлич на dv. Велич – градиент скор – показ, как быстро измен скор слоев вдоль осиХ, здесь – единич вектор в направл мах возраст скор.

Модуль силы внутр трения между слоями прямо пропорц площ их соприкосн и модулю градиента скор:

где  – коэф пропорц, наз вязкостью (или коэф вязк) жид или газа; площ S_n ориентир перпендик к град скор.

Между слоями жидк (или газа) будет происх передача импульса. По 2-му з-ну Ньют,

где dp – велич импульса, переносим за вр dt от слоя к слою ч-з пов-ть S_n, перпендик к направл переноса импульса. Знак минус указ, что импульс перенос от слоев, движ с больш скор, к слоям, движ с меньш скор.

Импульс, переносим ч-з ед площ, располож перпендик к переносим потоку импульса за ед врем, наз плотн потока импульса :.Эти соотнош явл различ формами записи основн з-на вязкости – з-на Ньют.Физ смысл вязкости  можно определ из люб соотнош.: вязкость  определ плотн потока импульса при градиенте скор, равном 1.

Вязкость жидк завис от ее хим сост, прим и темпер. С повыш Т вязкость жидк уменьш по з-ну =АexpE/(kT).

Здесь коэф А для кажд конкрет жидк можно приблиз счит постоян.

Вязк газов (паров) в отлич от жидк с повыш темпер медл увелич (), при критич темперТ_кр. вязк жидк и ее пара сравнив. Разный хар-р температ завис вязкости жид и газов указ на различие механизмов внутр трения в них. В газах перенос импульса осущ при переходе молек из слоя в слой благодаря тепл движ. В жидк молек колебл ок полож равновес, скачкообраз переходы редки. Так как молек жидк наход близко друг к др, силы молек сцепл между ними значит. Поэтому одни слои жидк увлекают (тормозят) сосед слои. С повыш темпер расстоян между молек увелич, а силы притяж уменьш и, как следств, уменьш вязкость.

Велич / наз кинематич вязкостью.

Сущ неск методов определ вязкости: метод Стокса, основ на измер скор падения шарика в исслед жидк; метод Пуазейля, в основе кот леж измер объема жидк (газа), протек ч-з капилляр трубку.

Молек-кинетич теория для вязки газов дает выраж:

 =(1/3)V, где-сред длина своб пробега молек газа.