Решение задач по курсу общей физики. Процессы переноса

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
О.С. Еркович, А.Н. Морозов
РЕШЕНИЕ ЗАДА
Ч ПО КУРСУ
ОБЩЕЙ ФИЗИКИ.
ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Методические указания
Под редакцией С.П. Ерковича
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2009

УДК 53.01
ББК 22.3
Е718
Р е ц е н з е н т Т.А. Митюшкина
Е718
Еркович О.С., Морозов А.Н.
Решение задач по курсу общей физики. Процессы переноса
/ Под ред. С.П. Ерковича. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2009. – 24 с.: ил.
Приведен краткий обзор основных понятий и соотношений теории,
необходимых для решения задач по разделу «Процессы переноса».
Изложена методика решения типовых задач.
Для студентов первого курса всех специальностей.
УДК 53.01
ББК 22.3
Учебное издание
Еркович Ольга Станиславовна
Морозов Андрей Николаевич
РЕШЕНИЕ ЗАДА
Ч ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ.
ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Редактор О.М. Королева
Корректор
Р.В. Царева
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 01.07.2009. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 1,4. Тираж 300 экз. Изд. №11.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
c
⃝МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009

1. ЭМПИРИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ПЕРЕНОСА
Процесс перехода неравновесной системы к равновесному состоянию нередко осуществляется за счет процессов, называемых
процессами переноса.
Эти процессы возникают в случаях, когда термодинамическая
система характеризуется неоднородностями плотности, температуры, скорости упорядоченного перемещения отдельных слоев вещества, потенциала электрического поля и т. п. Выравнивание неоднородностей приводит к возникновению явлений переноса.
Механизм возникновения явлений переноса связан с особенностями движения молекул газа: беспорядочное, сопровождающееся
столкновениями, оно приводит к постоянному перемешиванию частиц и изменению их скоростей и энергий. Если в системе присутствует пространственная неоднородность температуры, концентрации компонентов, скорости упорядоченного движения отдельных слоев, то хаотическое тепловое движение молекул приводит
к самопроизвольному выравниванию этих неоднородностей. В результате возникают потоки энергии, вещества, импульса упорядоченного движения частиц.
Диффузией называют процесс самопроизвольного выравнивания концентраций веществ в смесях. Она может наблюдаться в
различных средах, причем ее скорость в значительной степени зависит от агрегатного состояния вещества.
Теплопроводностью называют процесс переноса теплоты, сопровождающийся выравниванием температуры в различных точках среды.
Вязкость, или внутреннее трение, приводит к обмену импульсами между различными элементами системы при их упорядоченном относительном движении. В частности, вязкое трение приво3