Тасымалдау құбылыстары

Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік педагогикалық институты

        СӨЖ

Тақырыбы: «Тасымалдау құбылыстары»

                                                                                      Орындаған:Мәдіханова О.

                                        Қабылдаған: Парманов М.

                                              Шымкент 2018

Газдардағы тасымалдау құбылысы

Осы уақытқа дейін біз тепе-теңдік күйде түрған газды қарастырып келдік. Мұндай күй газдың алып тұрған көлемінің барлық нүктесінде температура , қысым, әр түрлі сорттағы молекулалардың салыстырмалы саны және т.б. сияқты шамалардың бірдей болатындығымен сипатталады. Енді біз газ тепе-тең күйден ауытқыған кездегі құбылыстарды қарастырамыз, сонымен қатар, осы ауытқулардың аса үлкен болмаған жағдайымен шектелеміз. Яғни тепе-теңдік күйден ауытқыған құбылыстар тасымалдау құбылысы деп аталады.  Біз осы құбылыстардың тек үшеуін ішкі үйкеліс немесе тұтқырлықты, жылу өткізгіштікті және диффузияны ғана қарастырамыз.

Газдардың жылу өткізгіштігі

Қайсыбір ортада кез келген z бағытында температура тұрақты болып қалмайтын болса, онда осы бағытта, шамасы

 (1)[pic 1]

Формуламен анықталатын жылу ағының пайда болатындығы тәжірибеде анықталған, мұндағы q – z осіне перпендикуляр орналасқан S ауданнан бірлік уақытта өтетін жылу мөлшері,  -  температура градиенті,  – ортаның қасиеттеріне тәуелді болатын және жылу өткізгіштік коэффициенті деп аталатын пропорционалдық коэффициент. q-дің өлшем бірлігі дж/сек-қа (эрг/сек, кал/сек және т.б. ) тең. Демек,  коэффициентінің өлшем бірлігі дж/м*сек*град  болады. Жоғарыдағы 1 өрнектің «–» таңбасы температураның артатын бағыты мен жылудың өтетін бағытының қарама-қарсы болатын жағдайын анықтайды, яғни жылу температның азаятын бағытында өтеді. Жлу ағыны алгебралық шама: егер жылу z осінің оң бағытында өтетін болса, онда q оң, ал егер жылу z осінің теріс бағытында өтетін болса, онда q теріс болады(1-сурет). [pic 2][pic 3][pic 4]

[pic 5]

1-сурет

S аудан арқылы t уақыттың ішінде өтетін Q жылу мөлшерін анықтау үшін q-ды t-ге көбейту керек:

 (2)[pic 6]

Егер газдың әр түрлі нүктесінде температураның мәндері түрліше болатын болса, онда сол нүктелердегі молекулалардың орташа энергиялары да әр түрлі болады. Жылулық қозғалыстың әсерінен бір жерден екінші жерге орын ауыстыра отырып, молекулалар өздерімен бірге энергия қорларын тасымалдайды. Энергияның міне осындай тасымалы газдардағы жылу өткізгіштік процестің тууына себепші болады.

z әрпімен белгіленетін бағытта температурасын қандай да бір тәсілмен тұрақты етіп ұстап тұратын газды қарастырайық. Осы бағытта перпендикуляр орналасқан S аудан болсын(2-сурет). S  аудан арқылы оның нормалы бойымен ұшып өтетін молекулалар саны анықталады:

 (3)[pic 7]

[pic 8]

2-сурет

Әрбір молекула, оның соңғы рет басқа молекуламен соқтығысқан жеріндегі температураға сәйкес келетін энергия мөлшерін өзімен бірге ала келеді. Орташа есеппен алғанда, бұл соқтығысу S-тен орташа еркін жүру жолы λ –ға тең қашықтықта өтеді. Сондықтан, солдан оңға қарай ұшып өтетін молекулалардың энергиясын (z – λ) жазықтығындағы температураға сәйкес келетін  ал қарсы бағытта ұшып өтетін молекулалардың (z + λ) жазықтығындағы T2 температураға сәйкес келетін энергиясын  деп алу керек.  [pic 9][pic 10]