概述
gases,transport phenomenon in
這些現象分別稱為粘滯(或內摩擦)、熱傳導、擴散現象,統稱氣體輸運現象、氣體遷移現象。在孤立系統中,通過動量、能量、質量的傳遞,各部分之間的巨觀相對運動、溫度差異、密度差異逐漸消失,系統由非平衡態過渡到平衡態。
粘滯、熱傳導、擴散遵循各自的實驗規律,但形式類似,具有共同的特點。當氣體各層流速、溫度、密度不同時,相鄰層分別互施切向作用力(流速較小層加速,流速較大層減速)、傳遞熱量(高溫層放熱,低溫層吸熱)、遷移質量(質量從高密度層向低密度層遷移)。實驗表明,相鄰層之間單位時間內經單位面積傳遞的動量、熱量、質量分別與流速的空間變化率、溫度梯度、密度梯度成正比,比例係數分別稱為粘滯係數、導熱係數(熱導率)、擴散係數。這些實驗規律分別稱為牛頓粘滯定律、傅立葉熱傳導定律、菲克擴散定律。
氣體輸運現象來源於分子間的碰撞,與氣體分子的平均自由程密切相關。氣體動理論揭示了輸運現象的微觀本質,導出了上述實驗規律,給出了輸運係數與相應的微觀量平均值的聯繫,從而說明它們與溫度、壓強的關係。
在實際問題中,各種輸運過程往往同時存在,交叉影響。輸運現象不僅在氣體中,在液體、固體 、電漿中也會發生。