Alunecare termică

Alunecarea termică este fenomenul de mișcare a unui strat de gaz situat lângă suprafața unui corp solid, a cărui suprafață este încălzită neuniform, spre o temperatură mai ridicată. Se observă într-un mediu care este un gaz rarefiat [1] .

Considerare calitativă

Dacă suprafața corpului este încălzită neuniform, atunci printre moleculele de gaz care lovesc un punct , cele care sunt de partea temperaturii mai mari au o viteză mai mare . Ele transmit corpului diferența de momente tangențiale în direcția opusă gradientului de temperatură. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, în stratul apropiat al suprafeței apare o forță îndreptată către o temperatură mai mare, unde, cu o forță de rezistență suficient de mică, se va deplasa.

Considerent cantitativ

Fie A un punct de pe suprafața corpului, axa X este îndreptată spre creșterea temperaturii, iar coordonata punctului A este x. Făcând o medie, putem presupune că toate moleculele care cad în punctul A au avut ultima coliziune în planuri și , unde este calea liberă medie a gazului. Dacă viteza de alunecare a gazului este egală cu u, atunci valorile medii ale vitezei moleculare de-a lungul axei X în aceste plane vor fi respectiv și . Cu alunecarea staționară, transferul impulsului tangențial de la gaz către corp și invers se va opri. Apoi se va executa $x+{\overline {\lambda }}_{x}$ $x-{\overline {\lambda }}_{x}$ $\lambda$ ${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda }}_{x})-u$ ${\overline {v}}_{x}(x-{\overline {\lambda }}_{x})+u$

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

Unde

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

Evident, datorită izotropiei spațiului . Se poate presupune că . Teorema de echipartiție dă . De aici ${\overline {\lambda ^{2)}}=3{\overline {\lambda _{x}^{2)}}$ ${\overline {\lambda _{x)}}=({\overline {\lambda )} \over {\sqrt {3))}$ $mv_{x}^{2}\aprox kT$

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

Prin urmare, alunecarea termică este vizibilă în gazele rarefiate , pentru care calea liberă medie este lungă. $\lambda$

Vezi și

Efect radiometric

Note

↑ Sivukhin D.V. Curs general de fizică. — M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodinamica si fizica moleculara. — 519 p.