Termikus csúszás

A hőcsúszás egy olyan szilárd test felülete közelében elhelyezkedő gázréteg magasabb hőmérséklet felé történő mozgásának jelensége, amelynek felülete egyenetlenül melegszik fel. Olyan közegben figyelhető meg, amely ritkított gáz [1] .

Minőségi szempont

Ha a test felülete egyenetlenül melegszik, akkor az egy pontot érő gázmolekulák közül a magasabb hőmérséklet oldalán lévők nagyobb sebességgel rendelkeznek . A hőmérsékleti gradienssel ellentétes irányban átadják a testnek a tangenciális nyomatékok különbségét. Newton harmadik törvénye szerint a gáz felszínközeli rétegében egy magasabb hőmérsékletre irányított erő jelenik meg, ahol kellően kis ellenállási erővel elmozdul.

Mennyiségi mérlegelés

Legyen A egy pont a test felületén , az X tengely a növekvő hőmérséklet felé irányul, és az A pont koordinátája x. Átlagoláskor feltételezhetjük, hogy az A pontba eső összes molekulának volt az utolsó ütközése a síkban és , ahol a gáz átlagos szabad útja . Ha a gáz csúszási sebessége egyenlő u-val, akkor a molekula sebességének átlagos értéke az X tengely mentén ezekben a síkokban rendre és lesz . Álló csúszás esetén a tangenciális impulzus átvitele a gázból a testbe és fordítva leáll. Aztán végrehajtódik $x+{\overline {\lambda }}_{x}$ $x-{\overline {\lambda }}_{x}$ $\lambda$ ${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda }}_{x})-u$ ${\overline {v}}_{x}(x-{\overline {\lambda }}_{x})+u$

${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda }}_{x})-u={\overline {v}}_{x}(x-{\overline { \lambda}}_{x})+u$ ,

ahol

${u}=({\overline {\lambda }}_{x}{{d{\overline {v}}_{x}} \over {dx}}}$

Nyilvánvalóan a tér izotrópiája miatt . Feltételezhető, hogy . Az ekvipartíciós tétel megadja . Innen ${\displaystyle {\overline {\lambda ^{2))}=3{\overline {\lambda _{x}^{2))))$ ${\displaystyle {\overline {\lambda _{x))}=({\overline {\lambda )) \over {\sqrt {3))))$ $mv_{x}^{2}\approx kT$

$u\approx {{\lambda } \over {2}}{\sqrt {{k} \over {3mT}}}{{dT} \over {dx}}$

Ezért a hőcsúszás észrevehető ritka gázoknál , amelyeknél az átlagos szabad út hosszú. $\lambda$

Lásd még

Radiometrikus hatás

Jegyzetek

- M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodinamika és molekuláris fizika. — 519 p.