1、處于非平衡態(tài)系統(tǒng), 由于氣體分子不斷地相互碰撞和相互摻和，分子之間將經(jīng)常交換質(zhì)量、動(dòng)量和能量，分子速度的大小和方向也不斷地改變，最后氣體內(nèi)各部分的物理性質(zhì)將趨向均勻，氣體狀態(tài)趨于平衡. 這種現(xiàn)象叫氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象。,我們在前面所討論的都是氣體在平衡狀態(tài)下的性質(zhì).實(shí)際上,系統(tǒng)各部分的物理性質(zhì)，如流速、溫度或密度不均勻時(shí)，系統(tǒng)處于非平衡態(tài)。,介紹三種輸運(yùn)現(xiàn)象的基本規(guī)律：,黏滯現(xiàn)象,熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象,*5-8 氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象,流動(dòng)中的氣體 ,如果各氣層的流速不相等,那么相鄰的兩個(gè)氣層之間的接觸面上,形成一對阻礙兩氣層相對運(yùn)動(dòng)的等值而反向的摩擦力,這種摩擦力叫黏性力.氣體的這種性質(zhì),叫黏性.,例 A

2、 盤自由，B 盤由電機(jī)帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，慢慢 A 盤也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來。這是因?yàn)? B 盤轉(zhuǎn)動(dòng)因摩擦作用力帶動(dòng)周圍的空氣層，這層又帶動(dòng)鄰近層，直到帶動(dòng)A 盤。,一、 黏滯現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)證明：不同流層之間（EF 面處）黏滯力與 流速梯度成正比，與 EF 面積成正比，,即：,黏性力所遵從的實(shí)驗(yàn)定律,可用左圖來說明.,則不同流層之間有黏性力。,如圖,在兩個(gè)無限大平行平板A、B之間的氣體流速不均勻，沿 y 變化（或有梯度）,流速梯度,A,B 為兩筒，C 為懸絲，M 為鏡面；A 保持恒定轉(zhuǎn)速，B 會跟著轉(zhuǎn)一定角度，大小可通過 M 來測定，從而知道黏性力大小，流速梯度及面積可測定，故黏度可測。,氣體動(dòng)理論的觀點(diǎn)（微觀上

3、）認(rèn)為，這種黏性力是動(dòng)量傳遞的結(jié)果。,氣體既做整體運(yùn)動(dòng),又做分子熱運(yùn)動(dòng)。,同一時(shí)間，平均來看，有等量的氣體分子從上、下兩個(gè)方向穿過 P 面，這些分子既帶有熱運(yùn)動(dòng)的能量和動(dòng)量，還帶有定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)量。,定向動(dòng)量在垂直于流速的方向上向流速較小的氣層的凈輸運(yùn)，這就是氣體黏性的起源。,由于上層分子動(dòng)量大于下層，故上層定向動(dòng)量減少，下層定向動(dòng)量增加，類似摩擦力。,如果氣體內(nèi)各部分的溫度不同，從溫度較高處向溫度較低處，將有熱量的傳遞，這一現(xiàn)象就叫熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。,設(shè)沿 x 方向溫度梯度最大，實(shí)驗(yàn)指出，單位時(shí)間內(nèi)，通過垂直于x 軸的某指定面?zhèn)鬟f的熱量與該處的溫度梯度成正比，與該面的面積成正比，即：,二、熱傳導(dǎo)現(xiàn)象,

4、氣體動(dòng)理論認(rèn)為： a.溫度較高的熱層分子平均動(dòng)能大，溫度較低的冷 層分子平均動(dòng)能??； b.由于兩層分子碰撞和摻和，從熱層到冷層出現(xiàn)熱 運(yùn)動(dòng)能量的凈輸運(yùn)。,負(fù)號“-”表示熱從溫度高處向溫度低處傳遞， 為導(dǎo)熱率。,如果容器中各部分的氣體種類不同，或同一種氣體在容器中各部分密度不同，經(jīng)過一段時(shí)間后，容器中各部分氣體的成分以及氣體的密度都將趨向均勻一致，這種現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象。,設(shè)沿 x 方向有密度梯度，實(shí)驗(yàn)指出，單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于x 軸的某面?zhèn)鬟f的質(zhì)量與該出的密度梯度成正比，與該面面積成正比，即：,負(fù)號“-”表示質(zhì)量從密度高處向密度低處傳遞，與密度梯度方向相反，D為擴(kuò)散系數(shù)。,三、 擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。分子從密度高處向密度低處運(yùn)動(dòng)，也可反方向運(yùn)動(dòng)，由于高密度處分子多，從密度高處向密度低處運(yùn)動(dòng)的分子多，造成質(zhì)量的凈輸運(yùn)。,在氣體動(dòng)理論中,黏度,擴(kuò)散系數(shù),熱導(dǎo)率,在壓強(qiáng)不太低（133Pa）時(shí)，上述結(jié)論已為實(shí)驗(yàn)證實(shí)。在低壓強(qiáng)，受平均自由程影響， 隨壓強(qiáng)減小而減小，如杜瓦瓶，把兩層間抽成真空，減小導(dǎo)熱系數(shù)，從而保溫。,選擇進(jìn)入下一節(jié) 5-0 教學(xué)基本要求 5-1 熱運(yùn)動(dòng)描述 理想氣體模型和狀態(tài)方程 5-2 分子熱運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律 5-3 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度公式 5-4 能量均分定理 理想氣體內(nèi)能 5-5 麥克斯韋速率分布律