Диффузионная форма движения эфира

1. Перенос плотности. Переносное диффузионное движение имеет место в любом газе как при равномерно распределенной, так и при неравномерно распределенной плотности. Переносное движение стремится выровнять концентрацию плотности, а также концентрацию масс (самодиффузия), если отсутствует восстанавливающая неравновесное состояние причина.

Для переносного диффузионного движения характерны некоторые особенности, связанные с тем, что в однокомпонентной среде, каковой является эфир, на процесс самодиффузии накладываются процессы термодиффузии. Кроме того, утверждать, что эфир является однокомпонентной системой и что амеры одинаковы между собой, оснований нет. Скорее, наоборот, амеры как вихревые образования эфира-2 неизбежно должны различаться и даже образовывать сложные структуры типа молекул. Однако в настоящее время для подобного утверждения также нет оснований, поэтому вопрос о тонкой структуре эфира, о реальной форме амеров, видах распределений скоростей, особенностях взаимодействий амеров между собой и т.п. должен быть отнесен на будущее. Явление диффузии плотности в одномерном случае описывается первым законом Фика [4, с. 212–213]:

dM = – D dSdt dr_э/dx,                                                   (4.46)

где dM – масса, переносимая за время dt через элементарную площадку dS в направлении к нормали х к рассматриваемой площадке в сторону убывания плотности; D – коэффициент самодиффузии; dr_э/dx – градиент плотности.

В случае трехмерной диффузии изменение концентрации с с течением времени при постоянной температуре и отсутствии внешних сил описывается дифференциальным уравнением самодиффузии:

Если D не зависит от концентрации, то уравнение приводится к виду

¶ c/¶t = DDc                                                         (4.48)

(второй закон Фика), где D – дифференциальный оператор Лапласа; с – концентрация частиц газа.

2. Перенос количества движения (импульса). Перенос количества движения, неправильно именуемого сейчас в физике импульсом (физически импульс – произведение силы на время действия – отсутствует в отдельно движущейся частице, для которой характерны масса и скорость движения относительно средней скорости движения всей остальной совокупности частиц), реализуется в слоях среды, движущихся относительно друг друга с некоторой скоростью. Перенос количества движения из одного слоя в другой является причиной вязкого трения или вязкости газа.

Перенос количества движения определяется уравнением Ньютона для движения вязкой жидкости [4, с. 210]:

dF_x = hdSdn_y/dx,                                           (4.49)

где dF – сила внутреннего трения, действующая на площадку dS поверхности слоя вдоль плоскости поверхности; dn_y/dx – градиент скорости движения слоев в направлении у, перпендикулярном поверхности слоя; h - коэффициент внутреннего трения, численно равный силе трения между двумя слоями с площадью, равной единице, при градиенте скорости, равном единице.

Согласно элементарной кинетической теории

                                             (4.50)

Более точная теория приводит к замене множителя 1/3 на коэффициент j, зависящий от характера взаимодействия молекул. Так, для молекул, сталкивающихся как гладкие твердые шары, j = 0,499. Более точные модели сил взаимодействия приводят к тому, что коэффициент j оказывается возрастающей функцией температуры.

Коэффициенты переноса k и h не зависят от плотности газа, так как произведение λr_э не зависит от r. Вязкость газа растет с повышением температуры пропорционально квадратному корню из T.

3. Перенос энергии. При наличии в газе области с различными среднестатистическими скоростями составляющих газ частиц – различными температурами – возникает термодиффузия, в результате которой температуры могут выравниваться (если нет источников, подводящих тепло извне – иначе устанавливается некоторый градиент температур).

Перенос тепла через единицу поверхности определяется уравнением Фурье [4, с. 210]:

dQ = – kdSdtdТ/dx,                                            (4.51)

 

где k = hc_v – коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, переносимому через единицу поверхности за единицу времени при градиенте температуры, равном единице; dТ/dx – градиент температуры.

Разность слоев пограничного слоя определяется выражением [8, с. 285, 315]

DТ = (Du)²/2c_P,                                                     (4.52)

где Du – перепад скоростей слоев; c_P – теплоемкость газа при постоянном давлении.

Связь динамической вязкости и температуры в пограничном слое определяется выражением

h /h_о = (Т/Т_о)^x,                  0,5 ≤ x ≤ 1.                        (4.53)

Таким образом, в пограничном слое, в котором имеет место существенный градиент скоростей, температура газа понижена и соответственно понижена его вязкость. Это имеет большое значение для стабильности вихревых образований эфира. Уравнение распространения тепла в эфире, как и в любом газе, определяется выражением [9, с. 447–455]:

Т_t = aDТ – f/c_Vr,               a = k_т /c_Vrэ,                       (4.54)

где Т(М, t) – температура точки М(x, y, z) в момент t; k_т = сonst – коэффициент теплопроводности, а – коэффициент температуропроводности; f – плотность тепловых источников.