8.5. Общий вид уравнений процессов переноса

Из 8.3,8.6 и 8.7 нетрудно сделать вывод, что все рассмотренные нами процессы переноса описываются одинаковой математической моделью:

(8.11)

где характеристика процесса переноса - плотность потока переносимой величины А

- количество А, перенесённого за единицу времени t через единицу площади поперечного сечения S.В случае диффузии А - это количество переносимого вещества m, в случае теплопроводности - Q - количество переносимой теплоты, а в случае вязкости - количество переносимого импульса (см. таблицу 8.1).

- это движущая сила процесса переноса - градиент, сопряжённой величине А величины В - изменение В на единицу расстояния. В случае диффузии - это градиент концентрации , в случае теплопроводности - градиент температуры , в случае вязкости - градиент скорости . (см. таблицу 8.1.)

L - коэффициент переноса. При диффузии - это коэффициент диффузии D, при теплопроводности - коэффициент теплопроводности k _т, а в случае вязкости - h - коэффициент вязкости ( см. таблицу 8.1).

ТАБЛИЦА 8.1. Процессы переноса

Процесс переноса	Характеристика процесса - плотность потока	Движущая сила процесса – градиент	Коэффициент переноса L
Диффузия			D
Теплопроводность
Вязкость	I mV = (mV) / S t (H/м^2)

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ К ГЛАВЕ 8

1. Рассчитайте плотность потока вещества, если на расстоянии 1мм его концентрация меняется от 10 до 100 , а коэффициент диффузии 10^-5 . 2) Рассчитайте количество теплоты, перенесённой за 24 часа через 5 м ² поперечного сечения теплоизолирующего материала толщиной 10 см, если на этом расстоянии температура меняется от 100 до 20^о С. Коэффициент теплопроводности теплоизолирующего материала k _Т = 0,05 . В какую сторону будет переноситься теплота?

3)Рассчитайте плотность потока импульса - силу внутреннего трения на единицу площади соприкосновения слоёв текущей жидкости, если на расстоянии 2мм в направлении, перпендикулярном течению, скорость жидкости меняется от 0,5 м./c до 0,4 м/с, а коэффициент вязкости h = 2мПа.с.

4) Почему в сосудах Дьюара двойные стенки, между которыми вакуум, а колбы термосов зеркальные?

5)Почему при лечении применяются горячие компрессы и горячие ванночки растворов некоторых лекарственных веществ?

6)Почему сахар быстрее растворяется в горячем чае, нежели в холодном?

7)Что нужно сделать, чтобы через узкую трубку побыстрее потекло вещество, находящееся: а- в жидком, б- в газообразном состоянии?

8. Почему можно простудиться, если в холодную погоду промочить ноги?

Раздел II

КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Колебания и волны - одни из самых широко распространённых процессов в природе. Например, студенты, слушающие и записывающие лекцию, общаются с лектором посредством колебательных и волновых процессов. Колебания электрических биопотенциалов головного мозга и распространение волн возбуждения по аксонам происходят в организме лектора, что приводит к сокращению мышц его рук, держащих мел, и колебания этого мела на поверхности доски приводит к появлению на ней слов, формул, рисунков, графиков. Колебания голосовых связок сопровождает речь лектора. Студенты видят то, что написано на лекционной доске, потому что до их органов зрения доходят электромагнитные световые волны, отражённые от поверхности лекционной доски. Они слышат лектора, потому что до их органов слуха доходят излучаемые им звуковые волны. В органах зрения и слуха так же возникают колебания и волны, которые в конечном итоге передаются в головной мозг студента, что у некоторых из них возбуждает мыслительную деятельность Руки студентов, записывающих лекцию, тоже совершают колебательные движения.

Изучение колебательных и волновых процессов в организме в норме, при патологиях и при лечебном воздействии важная задача медицины и фармации. Работа всех органов, физиологических систем и каждой отдельной клетки обеспечивается волновыми и колебательными процессами.

Колебательные и волновые процессы применяются и при диагностике, и при лечении, и при научных исследованиях и при приготовлении лекарств.