4. Явления переноса

В предыдущих главах мы имели дело с равновесными системами. В результате движения молекул, перераспределения энергии между ними в различных частях системы устанавливаются равновесные температура, концентрация частиц. Например, в отсутствии внешних полей концентрация частиц будет одинаковой во всех частях системы, находящейся в равновесии. Во внешнем гравитационном поле концентрация частиц меняется в зависимости от высоты, но имеет строго определенное значение и одинакова в горизонтальном направлении.

В реальных системах, однако, возникают ситуации, когда система не находится в состоянии равновесия. Между частями системы может возникнуть перепад (градиент, если говорить на научном языке) температур, концентрации частиц, плотности, импульса. Тогда в системе возникнут потоки соответствующей характеристики в направлении, обратном ее градиенту, так что система будет приближаться к состоянию термодинамического равновесия. Такого рода процессы относятся к явлениям переноса; они ответственны, как мы увидим в этой главе, за теплопроводность тел, вязкость жидкости, диффузию частиц (рис. 4.1). Здесь мы по-прежнему пользуемся молекулярно-кинетическим подходом. Наша цель - понять, каким образом блуждающие молекулы переносят те или иные физические характеристики в другие части системы.

Рис.4.1. Модель диффузии частиц через отверстие