7. ОСНОВЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ.
ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА

• Средняя длина свободного пробега молекул газа

                                   ,
где   – средняя арифметическая скорость; – среднее число столкновений каждой молекулы с остальными за единицу времени;  – эффективный диаметр молекулы;  – число молекул в единице объема (концентрация).

• Средняя продолжительность свободного пробега

.

• Общее число столкновений всех молекул в единице объема за единицу времени

.

•  Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость) возникают в термодинамически неравновесных системах.
•  Диффузия – возникает при градиенте плотности (концентрации) и обусловлена переносом массы.

            Коэффициент диффузии

.

Масса, перенесенная за время  при диффузии через площадку , расположенную перпендикулярно направлению, вдоль которого происходит диффузия
,
где  – градиент плотности, знак «минус» показывает, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности.

• Внутреннее трение (вязкость) – возникает при движении слоёв жидкости или газа относительно друг друга и обусловлено переносом импульса молекул из слоя в слой.

            Динамический коэффициент внутреннего трения (вязкости)

,
где  – плотность вещества.

Сила внутреннего трения, действующая на элемент поверхности слоя с площадью
,
где  - градиент скорости, знак «минус» указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.

• Теплопроводность – возникает при градиенте температуры и обусловлена переносом средней кинетической энергии молекул.

            Коэффициент теплопроводности:

,
где  – удельная теплоемкость газа в изохорном процессе.
Количество теплоты, перенесенное через поверхность , перпендикулярную направлению теплового потока за время

,

где  – градиент температуры, знак «минус» показывает, что энергия переносится в направлении убывания температуры.