ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплопроводность из "Теплопередача 1964 " В различных твердых телах, а также в неподвижных и подвижных жидких и газовых средах перенос энергии осуществляется-множеством различных носителей путем обмена энергией с частицами вещества. [c.15] Множество тех или иных носителей энергии, находящихся в объеме тела или среды в условиях диффузионного нереноса энергии теплопроводностью, можно рассматривать как статистическое множество носителей, имеющих среднюю скорость перемещения с, среднюю энергию е и средний свободный пробег I между актами обмена энергией носителей с частицами вещества. Эти средние характеристики носителей в статистическом множестве отвечают определенному распределению величин с, , I, которое меняется с изменением теплового состояния множества. [c.15] С признаком X по отношению к общему количеству носителей в единичном объеме пространства N0 в зависимости от величины признака X = с, в, I. [c.15] Следует отметить, что величины йР, (РУ и с ш предполагаются достаточно большими по сравнению с размерами носителей. [c.18] Полученная формула не вполне согласуется с обычно принимаемым распределением перемещения носителей по отдельным направлениям в пространстве. При рассмотрении статистического множества носителей обычно считается, что по направлениям к каждой грани в единичном кубическом объеме перемещается 1/6 от всего количества находящихся в нем носителей N. [c.19] Дополнительный множитель созф приходится вводить в формулу (3,8) при рассмотрении переноса импульса носителей для определения давления газа, давления радиации, внутреннего трения, или вязкости, газа. При определении же переноса энергии я массы в формуле удельного потока (3,9) можно сохранить множитель 1/4. [c.20] Следует отметить, что точная теория молекулярного переноса в неоднородных газах (энергии, массы и импульса молекул), помимо попадания и выхода молекул из элементарного объема, учитывает сложное поведение молекул в объеме (молекулярные столкновения, изменение состояния при соударениях и т. д.). [c.20] Для множества иных носителей (не газовых молекул) точной теорией также должны быть учтены особые свойства и поведение носителей, условия обмена энергии носителей с частицами вещества и другие особенности. [c.20] Предполагая диффузионный характер перемещения множества носителей с равномерно распределенной интенсивностью перемещения по всем направлениям пространства, рассмотрим перенос энергии в плоскопарал-лельпом слое толщиной, равной среднему свободному пробегу носителей I (рис. 5). [c.20] Множитель 1/2 учитывает количество носителей, перемещаемых в обоих направлениях - -х и —х. При этом для каждого направления в формуле для определения принимается множитель 1/4. [c.20] Если Ях- -1 = О, то объемная плотность энергии 1] — Нь на обеих границах слоя сохраняется неизменной и результирующий перенос энергии в слое 0. [c.21] Вектор q можно назвать вектором диффузионного переноса энергии. [c.22] Следует отметить, что допущение диффузионного характера переноса энергии с равномерным распределением интенсивности переноса по всем направлениям в пространстве является первым приближением. В общем случае характер переноса энергии оказывается более сложным. При обмене энергией носителей с частицами вещества могут возникать касательные напряжения, которые обусловливают существование более сложного вектора, а именно — вектора второго ранга, или тензора, напряжений. [c.22] Таким образом, из классической теории тепла следует, что теплоемкость не зависит от температуры. [c.23] Такое противоречие с опытом, как известно, устраняется квантовой теорией тепла, согласно которой энергия распределяется между носителями более сложно и элементарная энергия У кТ) достигается лишь в пределе, при полном возбуждении различных форм движения частиц вещества. [c.23] Для трех возможных степеней свободы перемещения молекулы в пространстве множитель ге = 3. [c.24] Эта формула может быть получена, исходя из следующих элементарных соображений. [c.25] Чем больше средняя скорость перемещения носителей (с) и чем меньше суммарное эффективное сечение взаимодействий носителей с частицами вещества в единичном объеме iNQ), тем больше коэффициент диффузионного переноса энергии (а). При полном отсутствии взаимодействий понятие диффузионного переноса теряет смысл. В этом предельном случае не существует также и градиента объемной плотности энергии, и лучевой поток носителей определяется формулой (3,8). [c.25] Более важно отметить, что в актах однократного обмена энергией носителей с частицами вещества может и не успевать устанавливаться термодинамическое равновесие. При этом путь свободного пробега носителей / = ст не будет отвечать требуемому времени, так называемой релаксации микросистемы (т т). [c.25] Вернуться к основной статье