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文档简介

1.扩散现象的宏观定律扩散(diffusion)

在混合气体内部，当某种气体在各处的密度不均匀时，这种气体将从密度大的地方向密度小的地方散布，这种现象叫扩散。1我们这里研究的是：纯扩散--仅仅是由于分子的无规则运动和碰撞引起的扩散过程。

实现纯扩散的条件不存在宏观气流P、T各处均匀n各处均匀不同气体的分子质量相等即：混合气体各处的密度、压强、温度都相同，只是组成混合气体的各组分密度不均匀23ΔS2zxO

2

1z0>

1ydM系统中某种气体的密度沿z方向增大,其不均匀情况用密度梯度d/dz表示。设想在z=z0处有一界面dS,实验指出，在dt内通过dS面传递的气体质量为:——菲克定律

D

为扩散系数,单位m2s-1，表示单位时间、单位面积、单位密度梯度上所输运的质量。3首先是气体分子的热运动另一个重要原因就是分子间的碰撞。决定输运现象的基本因素：

①分子热运动起“搅拌”作用，使气体由不均匀趋于均匀。

②分子间的碰撞影响“搅拌”的快慢，直接决定迁移现象的强弱。总结：

③存在不均匀性，各处的分子具有不同的特点。51、三种输运过程的共同特点：①系统内部存在某种参量不均匀；②存在不均匀“梯度”；2、不同点：所研究的参量及梯度的意义不同。③输运结果是使该不均匀参量趋向均匀（或平衡）。6输运过程的微观解释一.黏性现象的微观解释从分子运动角度看内摩擦现象：从分子运动看,各层流体的流速不同,是在各层分子无规则热运动之上加上去的定向运动的速度不同。

由于热运动,下层的分子跑到上层时带去较小的定向动量;上层的分子跑到下层时带去较大的定向动量,下层的定向动量增大,所以宏观上看

等于下层受到了指向前方的内摩擦力。67内摩擦现象的微观本质是：分子在无序的热运动中输运定向动量的过程。下面近似地推导关系式：气体黏性系数简化模型:(2)认为dS上下交换的分子都是沿z轴运动的，并且单位体积中各有的分子沿+z,-z

方向运动。可认为气体处于平衡态宏观流速分子热运动平均速率如果(1)78

这样,在dt时间内,从

dS一侧跑到另一侧的分子数为

（2）假设分子越过

dS面之前都是在离dS面距离

约为平均自由程处发生最后一次碰撞的，

分子由上到下携带的动量是;

分子由下到上携带的动量是.8而且它们带过来的定向动量,就是在那里的定向动量……“一次同化论”假设。

因此,在dt时间内,

在dS下方的流体层净增加的定向动量为

分子由上到下携带的动量是;

分子由下到上携带的动量是.：表示处的动量梯度910由牛Ⅱ,dS下方的流体层相应受到的内摩擦力就是因为定向运动动量为p=mu1011讨论：1）、η与n无关。2）、

η仅仅是温度的函数。3）、可以测定σ和d的数量级。4）、公式的适用条件d<<λ<<L.5）、采用不同近似程度的各种推导方法的实质是相同的。气体黏性系数1112二.热传导现象的微观解释温度差不大时，根据能量均分定理，A部分子的平均热运动能量B部分子的平均热运动能量12在dt时间内,通过dS面，A、B两部分交换的分子对数为13

因此,在dt时间内,通过dS

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