Page 38 - 6375

переміщення речовини, вирівнювання температури. Такі явища зумовлені тепловим рухом

молекул і називаються явищами переносу, оскільки вони пов’язані з перенесенням маси
(дифузія), імпульсу (внутрішнє тертя) і енергії (теплопровідність). Одним з процесів

перенесення в газах є внутрішнє тертя.

14.2. Явище внутрішнього тертя. У рівноважному стані різні частини газу
перебувають у спокої одна відносно одної. Якщо ж привести ці частини до стану відносного

руху, то виникають внутрішні механізми, які спричиняють зменшення відносних швидкостей

руху і з часом вирівнювання їх, тобто виникають гальмівні сили, або внутрішнє тертя
(в’язкість). Природа цих сил зводиться до обміну імпульсом впорядкованого руху молекул

між шарами, які переміщаються з різними швидкостями. Внаслідок такого обміну
результуючий імпульс впорядкованого руху більш швидкого шару зменшується, а

повільнішого – збільшується. Слід відрізняти імпульс молекул, пов’язаний з їх безперервним
тепловим хаотичним рухом, від імпульсу впорядкованого руху цих молекул, спричиненого

дією зовнішніх сил. Внутрішнє тертя обумовлене саме обміном імпульсами впорядкованого

руху молекул між шарами, що рухаються з різними швидкостями. Сам же обмін стає
можливим внаслідок теплового руху цих молекул і переміщення їх із шару в шар у

поперечному напрямі. Це обумовлює гальмування більш швидких шарів і прискорення
повільних, що приводить до поступового вирівнювання швидкостей течії газу в різних

місцях його потоку. Час, протягом якого відбувається вирівнювання швидкостей
напрямленого руху молекул газу і встановлення рівноважного стану, називають часом

релаксації. Внутрішнє тертя, наприклад, є причиною вщухання вітру або бурі, затухання

хвиль на морі та ін.
Сила внутрішнього тертя в газах, як і в рідинах, визначається за законом Ньютона

= − ∆, (3)

де – коефіцієнт динамічної в’язкості, Па ∙ с; – градієнт швидкості в напрямі осі

(показує зміну швидкості в напрямі , перпендикулярному до напряму руху шарів газу); ∆

– площа поверхні шару газу, через яку відбувається перенос імпульсу. Знак «мінус» показує,
що на більш швидкі шари газу діє сила тертя, напрямлена проти швидкості цих шарів.

Фізичний зміст коефіцієнта динамічної в’язкості : він чисельно дорівнює імпульсу,
перенесеному від шару до шару за одиницю часу через одиничну поверхню при градієнті

швидкості, що дорівнює одиниці.