Потенциалы и потоки субстанций

Поток субстанции, вызванный стремлением системы к термодинамическому равновесию (молекулярный перенос), определяется хаотическими перемещениями молекул среды, переносящих массу, энергию и импульс и тем самым усредняющих потенциал в рассматриваемом объеме. Молекулярный перенос является определяющим в неподвижных средах и в ламинарно движущихся потоках и описывается следующими известными линейными градиентными законами. [c.46]

Интенсивность переноса (поток субстанции) возрастает с увеличением движущей силы, приходящейся на единицу расстояния между изоповерхностями потенциала. Поскольку эти [c.60]

Изменение потенциала на единицу длины по нормали называется его градиентом. Согласно общепринятой гипотезе, интенсивность удельных (отнесенных к единице времени и единице поверхности, нормальных к изоповерхностям) потоков субстанции, выражающих скорость ее переноса, пропорциональна градиенту соответствующего потенциала. При этом градиент, согласно установлениям математики, принимается направленным в сторону повышения потенциала между тем субстанция переносится от большего потенциала к меньшему. Поэтому в соотноще-ниях, связывающих удельные потоки с) станции и градиенты, перед последними ставится знак "минус". Очевидно, что полный поток субстанции в единицу времени получается как произведение удельного потока на величину поверхности, через которую переносится субстанция. [c.61]

В последние годы выявилась большая плодотворность использования для анализа процессов переноса величин, обратных сопротивлениям. Они получили название пропускных способностей и представляют собой отношение полного потока субстанции к соответствующей движущей силе (в более общем плане — к характерному перепаду соответствующего потенциала). Так, для переноса потока теплоты Q нормально к теплопередающей поверхности F характерным перепадом температур будет движущая сила (температурный напор) At. Тогда пропускная способность Q/At для переноса теплоты путем теплопроводности выразится как (X/S)F, а путем конвекции — как aF аналогично — для массопереноса (D/6)F и р/". Применительно к продольному переносу теплоты (например, при нагреве потока G жидкости с теплоемкостью с от температуры f до Г") поток теплоты, как будет показано в разд. 7.5 и следующих, выразится Q = G (t — f). Следовательно, пропускная способность Q/ t" - [c.68]

Согласно кинетическому закону переноса (6), интенсивность диффузионных потоков субстанции пропорциональна локальному значению градиента соответствующего потенциала. Следовательно, необходимо уметь вычислять распределение потенциала по объему пространства, занимаемому средой, в которой происходит тот или иной процесс переноса. [c.17]

В соответствии с физическим смыслом уравнения нестационарного баланса (1) скорость изменения субстанции в элементарном объеме с1и равна разности между входящими и выходящими через грани этого объема количествами субстанции с добавлением возможных ее источников и стоков внутри самого объема (1и. Через каждую грань параллелепипеда в общем случае входят или выходят по два потока, вызываемые конвективным и диффузионным переносами субстанции. Объем у выделяется внутри движущейся среды мысленно, поэтому через каждую его грань свободно входит и выходит движущаяся среда и, кроме того, независимо от конвективных потоков субстанции через грани параллелепипеда происходит диффузионный ее перенос под воздействием градиентов соответствующего потенциала. [c.19]

Согласно уравнению (5.6), поток влаги имеет место лишь при наличии градиента потенциала. Когда два влажных тела приводятся в состояние контакта, поток влаги будет направлен от тела, имеющего бол >ший потенциал, независимо от того, какое из тел обладает большим влагосодержанием. Следовательно, понятие потенциала переноса влаги нельзя отождествлять с влагосодержанием тела. Аналогичная связь существует между энтальпией и температурой. Так, i и 0 являются потенциалами переноса тепла и влаги, а понятия энтальпии и влагосодержания соответственно отражают количество переносимой субстанции, содержащейся в материале. [c.241]

Законы переноса массы, энергии и импульса определяют плотность потока любой из этих субстанций в зависимости от градиента сопряженного с ней потенциала переноса, т. е. от удельной, отнесенной к единице объема потока массы, энергии или импульса. Потенциалом переноса в случае переноса массы является плотность (р) или концентрация (С), переноса энергии - энтальпия (Ср р), переноса импульса - количество движения единицы объема жидкости (н р). [c.17]

Потенциалы и их поля. В разных точках рабочего объема технологического аппарата в общем случае значения интенсивных величин (потенциалов) и некоторых других параметров — различны. Точки с одинаковыми значениями параметров образуют (рис. 1.4) изоповерхности (например, одинаковой температуры). На рисунке эти поверхности представлены в виде изолиний — сечений изоповерхностей плоскостями, параллельными плоскости отсчета интенсивной величины (подобно тому, как это делается на географических картах при обозначении линий равной высоты над уровнем моря). Поскольку на изоповерхности значения свойства (потенциала, например температуры) не изменяются, то движущая сила, вызывающая перемещение субстанции (в рассматриваемом примере — теплоты) вдоль изолинии, изоповерхности, отсутствует, так что направленного перемещения субстанции вдоль этой линии, поверхности — не происходит. Однако значения потенциалов на разных изоповерхностях различны существующая (и, как правило, поддерживаемая внешними факторами) разность потенциалов является основой движущей силы переноса субстанции между изоповерхностями так, температурный напор — причина возникновения переноса теплоты. При этом по П закону термодинамики субстанция самопроизвольно переносится от большего ее потенциала к меньшему (для рассматриваемого примера поток теплоты — от горячих зон к холодным). [c.60]

Другая группа законов физики, широко используемая в настоящей дисциплине, - это так называемые кинетические законы переноса массы, энергии и количества движения. Эти законы определяют связь между количествами переносимой субстанции (потоком массы, энергии и количества движения), условиями, вызывающими эти потоки и свойствами среды проводить потоки. В школьном курсе физики рассматривается один из таких законов -закон Ома для потока электрических зарядов (электрического тока, ). величина которого пропорциональна разности электрических потенциалов и и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению Е = 1р 1 = и/В = V/(1р) = (1/р)(С7//), где I - длина в направлении тока, р - удельное электрическое сопротивление и 1/р - электрическая проводимость среды, в которой имеет место поток электрических зарядов под воздействием градиента 11/1 электрического потенциала 17. Аналогично закону Ома потоки энергии, массы вещества и количества движения пропорциональны произведению изменения соответствующего потенциала переноса в направлении потока и проводимости среды по отношению к переносу данной субстанции. [c.10]

Следует обратить внимание на индексы у произведений объемного содержания субстанции, у компонент скорости в шести конвективных слагаемых и при градиентах потенциала в шести слагаемых диффузионного переноса. Половина из этих двенадцати слагаемых представляют собой потоки, входящие через три грани с общей точкой А х, у, г). Вторая половина слагаемых (выходящие потоки) имеет подстрочные индексы, соответствующие координатам граней в точках с элементарными приращениями аргументов с1х, йу и йг соответственно по каждой из декартовых координат. [c.20]

Условность выбора знака. В элементе, для которого положительна, правый электрод имеет более высокий электрический потенциал, чем левый ( р> ь). Это показывает, что он положительно заряжен относительно левого электрода. Последнее в свою очередь пока.зыоает, что, если клеммы связать в электрическую цепь, электроны будут перетекать слепа направо (рис. 12.7). (Условно при-нимаегся, что электрический ток — это поток положительно заря- сенной субстанции, н поэтому ток течет в направлении, нротиво-иоложиом потоку электронов. Эта условность очень запутанна, и поэтому мы всегда будем выражать ситуацию через реальный поток электронов.) [c.389]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология