Momentum diffuziyasi - Momentum diffusion

Momentum diffuziyasi odatda "ga" tegishlidir diffuziya, yoki tarqalishi momentum zarralar orasidagi (atomlar yoki molekulalar ) ning materiya, ko'pincha suyuqlik holat.Bu momentumni tashish suyuqlik oqimining istalgan yo'nalishida sodir bo'lishi mumkin. Momentum diffuziyasini tashqi tomonga ham bog'lash mumkin bosim yoki kesish stressi yoki ikkalasi ham.

Bosim tufayli diffuziya

Siqilmaydigan suyuqlikka bosim tushganda suyuqlikning tezligi o'zgaradi. Suyuqlik oqim yo'nalishiga nisbatan bosimning nisbiy yo'nalishiga qarab tezlashadi yoki sekinlashadi. Buning sababi shundaki, suyuqlikka bosim o'tkazish tezlikni keltirib chiqardi diffuziya o'sha yo'nalishda. Diffuziyaning aniq mohiyatini tushunish bosim tufayli impuls diffuziyasini tushunishning asosiy yo'nalishi hisoblanadi.^[1]

Shear stresslari tufayli momentum tarqalishi

Yassi plastinka bo'ylab oqadigan suyuqlik aloqa joyida unga yopishib qoladi va bu "deb nomlanadi toymasin holat. Bu tekis plastinka va suyuqlik orasidagi yopishqoq kuchlarning natijasidir. Devorning mavjudligi suyuqlikda ma'lum masofaga qadar ta'sir qiladi (devor maydoni va oqimiga perpendikulyar yo'nalishda) va bu chegara qatlami.

Devor bilan aloqa qilmaydigan har qanday suyuqlik qatlami ma'lum bir tezlik bilan oqadi va suyuqlikning ikki qatlami orasida joylashgan bo'ladi. Endi uning yuqorisidagi qatlam (katta tezlik bilan oqayotgan) uni oqim yo'nalishi bo'yicha sudrab borishga harakat qiladi, uning ostidagi qatlam (kichikroq tezlik bilan oqayotgan) uni sekinlashtirishga harakat qiladi. Suyuqlik qatlamlari orasidagi tortishish birlashuvchi kuchlarning natijasidir va yopishqoqlik suyuqlik ichidagi birlashuvchi kuchlarning tabiati va kuchini tushuntiradigan xususiyatdir.

Oqib ketayotgan suyuqlik plastinkada ma'lum bir kuch sarflab, uni oqim yo'nalishi bo'yicha tortib olishga harakat qilishi haqiqatni boshdan kechiradi. Yassi plastinka suyuqlikka teng miqdordagi kuch ta'sir qiladi. (Nyutonning uchinchi qonuni )

Yassi plastinkaga parallel ravishda suyuqlik oqimi bo'yicha o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatadiki, kuchning kesish kuchlanishi deb nomlanib, matematik tarzda shunday ifodalanishi mumkin

${ displaystyle tau = - mu du / dy}$

Shuni esda tutingki, bu to'rtburchaklar koordinatalarda faqat bitta o'lchovli suyuqlik oqimi uchun amal qiladi. The ${ displaystyle tau}$ bu suyuqlikning har qanday qatlamidagi siljish stressidir ${ displaystyle du / dy}$ (ya'ni oqimga va tekis plastinka maydoniga perpendikulyar yo'nalishda tezlik gradyenti), mahalliy gradient va ${ displaystyle mu}$ yopishqoqligi.

Kesish stressining birliklari - Kuch / birlik maydoni. Bu ${ displaystyle N / m ^ {2}}$ M.K.S tizimida. Buni quyidagicha talqin qilish mumkin ${ displaystyle kg / m { cdot} s ^ {2}}$ . Biroq, bular ham momentum oqimining birliklari. Aynan shu sababli suyuqlikdagi siljish stressini ham momentum oqimi deb talqin qilish mumkin. Impulsning tarqalishi tezlikni pasayishi yo'nalishida. Bu shuni anglatadiki, impuls yuqori qatlamlarda (katta impulsga ega) suyuqlikdan devorga yaqin bo'lgan suyuqlikka (past tezligi tufayli kamroq impulsga ega) yo'naltiriladi.

"Momentum diffuziyasi" iborasi, shuningdek, ehtimollik diffuziyasiga ishora qilishi mumkin bitta zarracha ma'lum bir impulsga ega bo'lish.^[2] Bunday holda, bu juda ko'p zarrachalar orasida tarqaladigan impuls momentining (saqlangan) miqdoriga emas, balki impuls fazosiga tarqaladigan ehtimollik taqsimoti funktsiyasi.

Adabiyotlar

^ R.Bryon Bird, Uorren, E.Styuart, Edvin N.Laytfut, Vili Hindiston nashri, Transport hodisalari,
^ K. Berg-Sorenson; va boshq. (1992). "Lazer maydonlarida harakatlanadigan atomlarning momentum tarqalishi". Fizika jurnali B: Atom, molekulyar va optik fizika. 25 (20): 4195. doi:10.1088/0953-4075/25/20/016.

[1] R.Bryon Bird, Uorren, E.Styuart, Edvin N.Laytfut, Vili Hindiston nashri, Transport hodisalari,

[2] K. Berg-Sorenson; va boshq. (1992). "Lazer maydonlarida harakatlanadigan atomlarning momentum tarqalishi". Fizika jurnali B: Atom, molekulyar va optik fizika. 25 (20): 4195. doi:10.1088/0953-4075/25/20/016.

[1]

[2]