Termisk slip

Termisk slip er fænomenet med bevægelse af et lag af gas placeret nær overfladen af et fast legeme, hvis overflade opvarmes ujævnt til en højere temperatur. Det er observeret i et medium, der er en forkælet gas [1] .

Kvalitativ overvejelse

Hvis overfladen af kroppen opvarmes ujævnt, så blandt de gasmolekyler, der rammer et punkt , har de, der er på siden af højere temperatur , en større hastighed . De overfører forskellen i tangentielle momenta til kroppen i retning modsat temperaturgradienten. Ifølge Newtons tredje lov opstår der en kraft i gassens overfladenære lag, rettet mod en højere temperatur, hvor den med en tilstrækkelig lille modstandskraft vil bevæge sig.

Kvantitativ overvejelse

Lad A være et punkt på kroppens overflade , X -aksen er rettet mod stigende temperatur, og koordinaten til punkt A er x. Gennemsnit kan vi antage, at alle de molekyler, der falder i punkt A, havde den sidste kollision i flyene , og hvor er den gennemsnitlige frie vej for gassen. Hvis gasglidehastigheden er lig med u, så vil gennemsnitsværdierne af molekylhastigheden langs X-aksen i disse planer være henholdsvis og . Med stationær slip stopper overførslen af tangentielt momentum fra gassen til kroppen og omvendt. Så vil det udføres $x+{\overline {\lambda }}_{x}$ $x-{\overline {\lambda }}_{x}$ $\lambda$ ${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda }}_{x})-u$ ${\overline {v}}_{x}(x-{\overline {\lambda }}_{x})+u$

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

hvor

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

Det er klart på grund af rummets isotropi . Det kan antages at . Ekvipartitionssætningen giver . Herfra ${\displaystyle {\overline {\lambda ^{2))}=3{\overline {\lambda _{x}^{2))))$ ${\displaystyle {\overline {\lambda _{x))}=({\overline {\lambda )) \over {\sqrt {3))))$ $mv_{x}^{2}\approx kT$

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

Derfor er termisk glidning mærkbar i fordærvede gasser , for hvilke den gennemsnitlige frie vej er lang. $\lambda$

Se også

Radiometrisk effekt

Noter

↑ Sivukhin D.V. Almen kursus i fysik. — M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodynamik og molekylær fysik. — 519 s.