大学热学第八讲输运过程的微观解释.ppt

黏性现象热传导现象扩散现象4.2输运过程的宏观规律4.2(流速不均匀)(温度不均匀)(动量的交换)(热量的交换)(流速减小方向)(温度降低的方向)流体趋向各处均匀一致的特性：趋向平衡的特性为消除不均匀性所作的内部调整内部某种不均匀性所引起梯度为不均匀性的定量描述！三.扩散现象在混合气体内部，当某种气体的密度不均匀时，由于分子的热运动使这种气体分子从密度高的地方迁移到密度低的地方的现象称为扩散。二、分子在不停地运动着，运动是无规则的…1.扩散打开阀门C后的空气和溴气：P46图2-2（2）液体清水中滴入的墨水高浓度-〉低浓度（3）固体一切物体的分子都在不停的运动着在混合气体内部，当某种气体的密度不均匀时，由于分子的热运动使这种气体分子从密度高的地方迁移到密度低的地方的现象称为扩散。宏观气流是由成团粒子整体定向运动所产生。三.扩散现象互扩散是发生在混合气体中，由于各成份的气体空间不均匀，各种成份分子均要从高密度区向低密度区迁移的现象。自扩散是一种使发生互扩散的两种气体分子的差异尽量变小，使它们相互扩散的速率趋于相等的互扩散过程。单纯扩散——温度和总压强处处相等时三.扩散现象ZZ0dsBAdmg表示dt时间内沿z轴正方向穿过ds的气体质量，则式中负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。其比例系数D称为扩散系数，单位为m2/s。——菲克定律1855年法国生理学家菲克提出了描述扩散规律的基本公式。菲克定律也可用于互扩散。ρ4.2小结(流速不均匀)(温度不均匀)(密度不均匀)(动量的交换)(热量的交换)(质量的交换)(流速减小方向)(温度降低的方向)(密度减小的方向)流体趋向各处均匀一致的特性：趋向平衡的特性为消除不均匀性所作的内部调整内部某种不均匀性所引起梯度为不均匀性的定量描述！4.3输运过程的微观解释4.2输运过程的宏观规律4.1气体分子的平均自由程√√第四章气体内的输运过程分子不停的热运动分子间的相互碰撞——搅拌不均匀性——偏袒不均匀性输运过程发生的微观定性解释：?1.物理图象：层流分子m运动一.粘滞现象微观机理热运动定向运动mudsBA宏观效果：AB两部分互施粘滞力。粘滞现象是定向动量输运的结果！K增加K减少特色：系统处于热平衡（p,T,n）z0ABuz0ABu2.计算在dt内通过ds面沿z轴正方向输运的动量dK：dK=dN对dkdN对=dk=(A部分子的定动)-(B)2.…..计算dK：z0ABudK=dN对dkdN对=dk=(A部分子的定动)-(B)转移的分子究竟具有多大的定向速度？输运过程的简单同化理论：一次碰撞完全同化！=交换分子具有最后一次受碰处的定向动量，平均讲位于距ds面处dk=2.计算dK：dkdN对=dK=dN对dkdk=理论结果与实验的比较热传导现象的微观解释气体扩散的微观机理√黏性现象微观机理4.3输运过程的微观解释12345气体：当存在温度梯度时，作杂乱无章运动的气体分子，在空间交换分子对的同时交换了具有不同热运动平均能量的分子，因而发生能量的迁移。01固体和液体：分子的热运动形式为振动。021.物理图象：二.热传导的微观机理：因为整个固体或液体都是由化学键把所有分子联接而成的连续介质，一个分子的振动将导致整个物体的振动，01同样局部分子较大幅度的振动也将使其它分子的平均振幅增加。02热运动能量就是这样借助于相互联接的分子的频繁的振动逐层地传递开去的?。03体和固体的热传导系数较低?。04物理图象：05固体和液体：062.计算在dt内通过ds面沿z轴正方向输运的热量dQ：dQ=dN对dqdN对=dq=dq=特色：系统仅处于力平衡（p）ZZ0dsBAT2.计算dQ：dQ=dN对dqdN对=dq=01：该系统的热容量02：系统的比热2.计算dQ：理论结果与实验的比较01热传导的微观机理02气体扩散的微观机理03黏性现象微观机理4.3输运过程的微观解释04三.气体扩散的微观机理1.物理图象：自扩散是在存在同种粒子的粒子数密度空间不均匀性的情况下，由于分子热运动所产生的宏观粒子迁移或质量迁移。2.计算dmg：