Страница: 1/3
При перемещение твердого тела со скоростью 
за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения
В области низкого вакуума весь газ между подвижной 2 и неподвижной 1 пластинами ( рис 1 ) можно разделить на слои толщиной 
, где – средняя длина свободного пути . Скорость движения каждого слоя различна и линейно зависит от расстояния между поверхностями переноса . В плоскости 
происходят столкновения молекул , вылетевших из плоскостей 
и 
. Причиной возникновения силы вязкостного трения является , то что движущиеся как единое целое отдельные слои газа имеют разную скорость , вследствие чего происходит перенос количества движения из одного слоя в другой .
Изменение количества движения в результате оного столкновения равно 
. Принимая , что в среднем в отрицательном и положительном направление оси 
в единицу времени единицу площади в плоскости пересекают 
молекул получим общее изменение количества движения в единицу времени для плоскости :
( 1 ) .
Сила трения по всей поверхности переноса , согласно второму закону Ньютона , определяется общим изменение количества движения в единицу времени :
( 2 ),
где 
– площадь поверхности переноса ; 
– коэффициент динамической вязкости газа :
( 3 )
Отношение 
называют коэффициентом кинематической вязкости
Более строгий вывод , в котором учтен закон распределения скоростей и длин свободного пути молекул , дает
,
что мало отличается от приближенного значения
Если в ( 3 ) подставить значения зависящих от давления переменных 
, то
. ( 7 )
Согласно полученному выражению , коэффициент динамической вязкости при низком вакууме не зависит от давления .
Температурную зависимость коэффициента вязкости можно определить . если подставить в ( 3 ) 
и соответственно из формул :
( 6 )
и
в формулу ( 3 ) . Отсюда имеем :
( 4 )
В соответствие с ( 4 ) зависит от 
, где изменяется от ½ при высоких температурах 
до 
при низких температурах при 
. Во всех случаях коэффициент динамической вязкости увеличивается при повышение температуры газа .
Значения коэффициентов динамической вязкости для некоторых газов при 
даны в таблице .
Реферат опубликован: 29/04/2007