Deslizamiento térmico

El deslizamiento térmico es el fenómeno del movimiento de una capa de gas ubicada cerca de la superficie de un cuerpo sólido, cuya superficie se calienta de manera desigual, hacia una temperatura más alta. Se observa en un medio que es un gas enrarecido [1] .

Consideración cualitativa

Si la superficie del cuerpo se calienta de manera desigual, entre las moléculas de gas que golpean un punto , las que están en el lado de mayor temperatura tienen una mayor velocidad . Transmiten al cuerpo la diferencia de momentos tangenciales en dirección opuesta al gradiente de temperatura. De acuerdo con la tercera ley de Newton, aparece una fuerza en la capa cercana a la superficie del gas, dirigida a una temperatura más alta, donde, con una fuerza de resistencia suficientemente pequeña, se moverá.

Consideración cuantitativa

Sea A un punto en la superficie del cuerpo, el eje X está dirigido hacia el aumento de la temperatura y la coordenada del punto A es x. Promediando, podemos suponer que todas las moléculas que caen en el punto A tuvieron la última colisión en los planos y , donde es el camino libre medio del gas. Si la velocidad de deslizamiento del gas es igual a u, entonces los valores promedio de la velocidad molecular a lo largo del eje X en estos planos serán respectivamente y . Con el deslizamiento estacionario, se detendrá la transferencia de cantidad de movimiento tangencial del gas al cuerpo y viceversa. Entonces se ejecutará $x+{\overline {\lambda}}_{x}$ $x-{\overline {\lambda}}_{x}$ $\lambda$ ${\overline {v}}_{x}(x+{\overline {\lambda }}_{x})-u$ ${\overline {v}}_{x}(x-{\overline {\lambda }}_{x})+u$

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

dónde

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

Obviamente, debido a la isotropía del espacio . Se puede suponer que . El teorema de equipartición da . De aquí ${\displaystyle {\overline {\lambda ^{2))}=3{\overline {\lambda _{x}^{2))))$ ${\displaystyle {\overline {\lambda _{x))}=({\overline {\lambda)) \over {\sqrt {3))))$ $mv_{x}^{2}\aproximadamente kT$

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

Por lo tanto, el deslizamiento térmico es notable en los gases enrarecidos , para los cuales el camino libre medio es largo. $\lambda$

Véase también

Efecto radiométrico

Notas

↑ Sivukhin D.V. Curso general de física. — M .: Nauka , 1975 . - T. II. Termodinámica y física molecular. — 519 pág.