Тест 6 – 20

Явление диффузии имеет место при наличии градиента...

Варианты ответов: 1) концентрации;

2) скорости слоев жидкости или газа;

3) температуры;

4) электрического заряда.

Решение.

Понятие градиента вводится для неравновесных систем, когда неоднородно распределён какой–либо параметр системы. Например, когда концентрация, температура или другой параметр являются функцией координат. Градиент – это вектор, который показывает, в каком направлении функция изменяется быстрее всего. При наличии градиента в системах возникают необратимые процессы, называемые явлениями переноса, которые приводят к выравниванию неравновесного параметра. В молекулярной физике к явлениям переноса относятся диффузия, вязкость и теплопроводность.

Явление диффузии обусловлено переносом массы, в результате которого происходит самопроизвольное выравнивание концентрации. Диффузия продолжается, пока существует градиент плотности.

Если система состоит из заряженных частиц, то при наличии градиента плотности возникнет градиент электрического заряда, что приведет, наряду с диффузией, к появлению электрического тока.

Вязкость (или внутреннее трение) обусловлено переносом импульса молекул между слоями жидкости или газа, движущимися с различными скоростями, в результате чего более медленно движущиеся слои ускоряются, а более быстрые – замедляются. Вязкость существует при наличии градиента скорости.

Явление теплопроводности обусловлено переносом энергии молекул, в результате чего происходит выравнивание температуры тела. Явление теплопроводности наблюдается при наличии градиента температуры.

Таким образом, явление диффузии имеет место при наличии градиента концентрации.

Ответ: вариант 1.

Тест 6 – 21

В потоке газа, направленном вдоль оси x , скорость газа растет в положительном направлении оси y. Перенос импульсов направленного движения происходит…

Варианты ответов: 1) в отрицательном направлении оси z;

2) в положительном направлении оси z;

3) в положительном направлении оси y;

4) в отрицательном направлении оси y;

Решение.

В потоке жидкости или газа между параллельными слоями вещества, движущимися с различными скоростями, возникает внутреннее трение. Внутреннее трение (вязкость) возникает благодаря тому, что из- за хаотического теплового движения между слоями жидкости или газа происходит обмен молекул. При этом импульс слоя, движущегося быстрее, уменьшается, а движущегося медленнее – увеличивается. Это приводит к торможению слоя, движущегося быстрее, и ускорению слоя, движущегося медленнее.

Плотность потока импульса равна: j_p = - η , где – градиент скорости, η – коэффициент вязкости. Знак минус показывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.

По условию задачи скорость растёт в положительном направлении оси y, поэтому градиент скорости положителен, т.е. ( >0). Следовательно, перенос импульса будет происходить в отрицательном направлении оси y.

Ответ: вариант 4.

125