高等教育出版社：《物理学教程》教材电子教案（PPT课件，马文蔚第二版）第七章 气体动理论 7-8 气体的迁移现象

*7-8气体的迁移现象 物理学教程 (第二版) 在许多实际问题中，气体常处于非平衡状态，气 体内各部分的温度或压强不相等，或各气体层之间有 相对运动等，这时气体内将有能量、质量或动量从一 部分向另一部分定向迁移，这就是非平衡态下气体的 迁移现象. 一 粘滞现象 气体中各层间有相 对运动时，各层气体流 动速度不同，气体层间 存在粘滞力的相互作用. 第七章气体动理论

第七章 气体动理论 物理学教程 * 7 – 8 气体的迁移现象 （第二版） 在许多实际问题中，气体常处于非平衡状态，气 体内各部分的温度或压强不相等，或各气体层之间有 相对运动等，这时气体内将有能量、质量或动量从一 部分向另一部分定向迁移，这就是非平衡态下气体的 迁移现象. x y z v1  2 v  一 粘滞现象 气体中各层间有相 对运动时, 各层气体流 动速度不同, 气体层间 存在粘滞力的相互作用

*7一8气体的迁移现象 物理学教程 (第二版) 气体层间的粘滞力 △ f=-7 0△S 门为粘度（粘性系数） 气体粘滞现象的 微观本质是分子定向 ) )十△0 运动动量的迁移，而 △S 这种迁移是通过气体 B X 分子无规热运动来实 现的. 第七章气体动理论

第七章 气体动理论 物理学教程 * 7 – 8 气体的迁移现象 （第二版） 气体层间的粘滞力 S x f    = − v  气体粘滞现象的 微观本质是分子定向 运动动量的迁移 , 而 这种迁移是通过气体 分子无规热运动来实 现的. v1  2 v  x y z v  v + v  x x S A B  为粘度（粘性系数）

*7-8气体的迁移现象 物理学教程 (第二版) 二 热传导现象 设气体各气层间无相对运动，且各处气体分子数 密度均相同，但气体内由于存在温度差而产生热量从 温度高的区域向温度低的区域传递的现象叫作热传导 现象 AO =-K △T K称为热导率 △S △t △x D>T 气体热传导现象的微 S 观本质是分子热运动能量 T T2 x. 的定向迁移，而这种迁移 是通过气体分子无规热运 动来实现的. 第七章气体动理论

第七章 气体动理论 物理学教程 * 7 – 8 气体的迁移现象 （第二版） 二 热传导现象 x x S *A *B T1 T2 Q T2  T1 设气体各气层间无相对运动 , 且各处气体分子数 密度均相同, 但气体内由于存在温度差而产生热量从 温度高的区域向温度低的区域传递的现象叫作热传导 现象. S x T t Q    = −    气体热传导现象的微 观本质是分子热运动能量 的定向迁移, 而这种迁移 是通过气体分子无规热运 动来实现的.  称为热导率

*7一8气体的迁移现象 物理学教程 (第二版) 三扩散现象 自然界气体的扩散现象是常见的现象，容器中不 同气体间的互相渗透称为互扩散；同种气体因分子数 密度不同，温度不同或各层间存在相对运动所产生的 扩散现象称为自扩散. △W =-D n△S n2>n1 △t △x AN △S △m' △S n n2 X △t △x D为扩散系数 第七章气体动理论

第七章 气体动理论 物理学教程 * 7 – 8 气体的迁移现象 （第二版） x x S *A *B 1 n 2 n N n2  n1 三 扩散现象 自然界气体的扩散现象是常见的现象, 容器中不 同气体间的互相渗透称为互扩散; 同种气体因分子数 密度不同, 温度不同或各层间存在相对运动所产生的 扩散现象称为自扩散 . S x n D t N    = −   S x D t m    = −   '  D 为扩散系数

*7-8气体的迁移现象 物理学教程 (第二版) 气体扩散现象的微观 n2>n1 本质是气体分子数密度的 AN 定向迁移，而这种迁移是 n2 X 通过气体分子无规热运动 来实现的. > 扩散系数 8kT D 石几 元m 3 1/2 1 4R kT2 kT D = 3 元m πd2p √2πd2p 第章气体动理论

第七章 气体动理论 物理学教程 * 7 – 8 气体的迁移现象 （第二版） 气体扩散现象的微观 本质是气体分子数密度的 定向迁移, 而这种迁移是 通过气体分子无规热运动 来实现的. x x S *A *B n1 n2 N n2  n1 v 3 1 D = ➢ 扩散系数 d p kT 2 2π  = m kT π 8 v = d p R k T D 2 3 2 1 2 πm π 4 3 1       =