Termisk glidning

Termisk glidning är fenomenet med rörelse av ett lager av gas som ligger nära ytan av en fast kropp, vars yta värms ojämnt, mot en högre temperatur. Det observeras i ett medium som är en förtärnad gas [1] .

Kvalitativ övervägande

Om kroppens yta värms upp ojämnt, då bland gasmolekylerna som träffar en punkt , har de som är på sidan av högre temperatur en högre hastighet . De överför skillnaden i tangentiell momenta till kroppen i motsatt riktning mot temperaturgradienten. Enligt Newtons tredje lag uppstår en kraft i gasens ytnära skikt, riktad mot en högre temperatur, där den, med en tillräckligt liten motståndskraft, kommer att röra sig.

Kvantitativt övervägande

Låt A vara en punkt på kroppens yta , X -axeln är riktad mot ökande temperatur och koordinaten för punkt A är x. Medelvärde, kan vi anta att alla molekyler som faller vid punkt A hade den senaste kollisionen i planen och , var är den genomsnittliga fria vägen för gasen. Om gasens glidhastighet är lika med u, kommer medelvärdena för molekylhastigheten längs X-axeln i dessa plan att vara respektive och . Med stationär glidning kommer överföringen av tangentiellt momentum från gasen till kroppen och vice versa att stoppa. Sedan kommer det att köras $x+{\overline {\lambda }}_{x}$ $x-{\overline {\lambda }}_{x}$ $\lambda$ ${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda}}_{x})-u$ ${\overline {v}}_{x}(x-{\overline {\lambda }}_{x})+u$

${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda}}_{x})-u={\overline {v}}_{x}(x-{\overline { \lambda}}_{x})+u$ ,

var

${u}=({\overline {\lambda }}_{x}{{d{\overline {v}}_{x}} \over {dx}}}$

Uppenbarligen, på grund av rymdens isotropi . Det kan antas att . Ekvipartitionssatsen ger . Härifrån ${\displaystyle {\overline {\lambda ^{2))}=3{\overline {\lambda _{x}^{2))))$ ${\displaystyle {\overline {\lambda _{x))}=({\overline {\lambda )) \over {\sqrt {3))))$ $mv_{x}^{2}\approx kT$

$u\approx {{\lambda } \over {2}}{\sqrt {{k} \over {3mT}}}{{dT} \over {dx}}$

Därför är termisk glidning märkbar i förtärnade gaser , för vilka den genomsnittliga fria vägen är lång. $\lambda$

Se även

Radiometrisk effekt

Anteckningar

↑ Sivukhin D.V. Allmän kurs i fysik. — M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodynamik och molekylär fysik. — 519 sid.