Сөж тақырыбы: «Тасымалдау құбылыстары»

Газдардың жылу өткізгіштігі

жүктеу 64,51 Kb.

бет	2/3
Дата	30.06.2020
өлшемі	64,51 Kb.
	#31104

1 2 3

3 Тасымалдау құбылыстары

Газдардың жылу өткізгіштігі
Қайсыбір ортада кез келген z бағытында температура тұрақты болып қалмайтын болса, онда осы бағытта, шамасы
(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).

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

(2)
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)

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 T₂температураға сәйкес келетін энергиясын деп алу керек.

n және шамалары температураға тәуелді болады. Осыған байланысты S аудан арқылы солдан оңға қарай ұшып өтетін молекулалардың санын анықтау үшін жоғарыдағы формулаға n және -нің Т₁ температураға сәйкес келетін мәндерін, ал оңнан солға қарай ұшып өтетін молекулалардың санын анықтау үшін n және -ның Т₂ температураға сәйкес келетін мәндерін қою керек. Алайда S ауданы арқылы қарама-қарсы бағыттарда ұшып өтіп жатқан молекулалар саны әр түрлі бола алмайтындығын түсіну оңай.

S арқылы әрбір жаққа ұшып қтіп жатқан молекулалардың санын n және үшін олардың S қимасындағы мәндерін алып, сол формула арқылы табамыз. Сонда S аудан арқылы z осінің оі бағытында молекулалардың бір секунд ішінде алып өтіп жатқан энергия мөлшерін былай жазамыз:
= (4)
λ аз болғандықтан,

Деп санауға болады, мұндағы Т – S аудан тұрған жердегі температура, - Т-ның z бойынша дәл сол жерде алынған туындысы. Осы мәндерді 4 формуласына қоямыз,

Осы шаманы молекуланың m массасына көбейтіп, N_A Авогадро санына бөлейік:

mn=ρ , онда

Мұндағы –тұрақты көлем кезіндегі меншікті жылу сыйымдылық
(5)
Деп жазуға болады. Газдағы жылу өткізгіштік коэффициенті өрнегі:
(6)

ға арналған формуласын мен арасында мынадай қатыстың бар екенін көрсетеді:

(7)

жүктеу 64,51 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3