Gazlarda ko`chish hodisalari

7.Gazlarning qovushoqligi: Agar gaz qo`shni qatlamlarining tezliklari turlicha bo`lsa, bu qatlamlar orasida ishqalanish kuchlari vujudga keladi. Gazlarda (suyuqliklarda) qo`shni qatlam tezliklari farqi tufayli yuzaga keluvchi ishqalanish kuchlari ichki ishqalanish yoki qovushoqlik kuchlari deyiladi. Qovushoqlik kuchlarining yuzaga kelishiga sabab shuki, qatlamlararo molekulalar almashinuvi tufayli harakat tezligi katta bo`lgan qatlamdan kichik tezlik bilan harakatlanayotgan qatlamga impulñ uzatilishi ro`y beradi. Natijada tezroq harakatlanayotgan qatlam tezligi kamaya boradi, sekinroq harakat qilayotgan qatlam tezligi esa orta boradi.
Ma`lumki, jism harakat miqdorining o`zgarishi biror kuch ta`siri bilan bog`liq. Biz yuqorida ko`rgan jarayon ham impulsning o`zgarishi bilan bog`liq bo`lgani sababli gaz o`zini huddi unga biror kuch ta`sir qilayotgandek tutadi.
Agar tashqi kuchlar yordamida gazning turli qatlamlarining harakat tezliklari orasidagi farq o`zgarmas saqlab turilsa, u holda qatlamdan qatlamga o`tuvchi impulñ oqimi ham o`zgarmas (stasionar) bo`ladi, shu bilan birga bu oqim tezlikning kamayish yo`nalishi bo`ylab yo`nalgan bo`ladi.
Gaz harakatining tezligi faqat x yo`nalishida o`zgarayotgan bo`lib, uning yo`nalishi x o`qqa perpendikulyar bo`lsin. U holda x o`qqa perpendikulyar bo`lgan birlik yuzadan 1c ichida olib o`tilgan harakat miqdori quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: (7-27) bu yerda - tezlikning x o`q bo`ylab gradiyenti bo`lib, tezlikning uzunlik birligiga to`g`ri keluvchi o`zgarishini bildiradi. h- koeffisiyent gazning qovushoqlik koeffisiyenti yoki gazning ichki ishqalanish koeffisiyenti deb ataladi.
Qovushoqlik koeffisiyentining fizikaviy ma`nosi shundan iboratki, u son jihatidan tezlik gradiyenti birga teng bo`lganda birlik yuzadan vaqt birligi ichida shu yuzaga perpendikulyar yo`nalishda ko`chirib o`tilgan harakat miqdoriga teng.
Gazning qovushoqlik koeffisiyentini diffuziya koeffisiyentini hisoblagandagi usul bilan aniqlash mumkin. Gazning oqish tezligiga parallel bo`lgan kichik S yuzani ko`raylik (7.3-rasm).

7.3-rasm.
Gazning oqish tezligi X o`qning musbat yo`nalishida kamayadigan, ya`ni uning S yuzadan o`ng tomonda oqish tezligi yuzidan chap tomondagi oqish tezligidan kichik bo`lsin. Agar S dan chap tomonda l ga teng masofadagi oqish tezligi bo`lsa, u holda molekulaning oqish tezligi bilan bog`liq bo`lgan impulñi ga teng bo`ladi ( - molekula massasi). Vaqt birligi ichida birlik yuzini kesib o`tuvchi molekulalar soni ga teng ekanligini e`tiborga olsak, shu vaqt ichida S maydonning yuz birligidan chapdan o`ngga va o`ngdan chapga ko`chib o`tayotgan impuls oqimi mos ravishda quyidagilarga teng bo`ladi:
(7-28)
U holda vaqt birligida yuz birligi orqali o`tuvchi natijaviy impuls oqimi L quyidagiga teng bo`ladi: (7-29)
bu yerda gazning bir-biridan 2 ga teng masofada bo`lgan nuqtalardagi oqish tezliklarining farqi, ya`ni (7-30)
(7-29) va (7-30) dan (7-31). Bu ifodani (7-22) formula bilan solishtirib, qovushoqlik koeffisiyenti uchun quyidagi ifodani olamiz (7-32) yoki (7-33) bu yerda - gazning zichligi.
Gaz va suyuqliklarning qovushqoqligi ularning shunday hossasiki, bu hossa tufayli ularning turli qatlamlarining harakat tezliklari tenglashadi. Agar gaz qo'shni qatlamlarining tezliklari turlicha bo'lsa, harakat tezligi katta bo'lgan qatlamdan kichik tezlik bilan harakatlanayotgan qatlamga impuls uzatilishi tufayli bu qatlamlarning tezliklari tenglashadi. Agar tashqi kuchlar yordamida gazning turli qatlamlarining harakat tezliklari orasidagi farq o'zgarmas bo'lsa,u holda qatlamdan qatlamga o'tuvchi impuls oqimi ham o'zgarmas (stasionar) bo'ladi, shu bilan birga bu oqim tezlikning kamayish yo'nalishi bo'ylab yo'nalgan bo'ladi. Demak, gazlarning qovushqoqligi ko'chish hodisasi bo'lib, unda impuls ko'charkan.
Faraz qilaylik, gaz harakatining tezligi o'q yo'nalishida o'zgarayotgan va bu o'qning yo'nalishi gaz harakatining tezligi yo'nalishiga perpendikulyar bo'lsin. Bu o'qqa perpendikulyar yo'nalishda gazning harakat tezligi barcha nuqtalarda bir hil bo'ladi. Ushbu tezlik faqat ning funksiyasi hisoblanadi. Tajribadan o'qqa perpendikulyar bo'lgan bir birlik yuzadan birlik vaqt ichida olib o'tilgan impuls quyidagi tenglama orqali aniqlanishi kelib chiqadi: (7-34)
Bu yerda - tezlikning o'q bo'ylab gradiyenti bo'lib, tezlikning bu o'q bo'ylab o'zgarish tezligini, minus ishora esa impulsning tezlik kamayotgan yo'nalishda ko'chishini bildiradi. koeffisiyent gazning qovushqoqlik yoki ichki ishqalanish koeffisiyenti deyiladi. U ham diffuziya va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffisiyentlari singari gazning hossasiga bog’liq bo'ladi. Bu koefficientni dinamik qovushqoqlik koeffisiyenti yoki dinamik yopishqoqlik deb qam ataladi. nisbatga kinematik yopishqoqlik yoki kinematik qovushqoqlik koeffisiyenti deyiladi.
Impuls bir qatlamdan ikkinchisiga ko'chganida bu qatlamlarning impulslari o'zgaradi va ularning har biriga impulsning vaqt birligi ichida o'zgarishiga teng bo'lgan kuch ta'sir qiladi. Demak, qovushqoqlik shunga olib keladiki, gazning biror qo'shni qatlamga nisbatan harakatlanayotgan ixtiyoriy qatlamiga biror kuch ta'sir qiladi.
Bu kuch turli tezliklar bilan harakatlanayotgan gaz qatlamlari orasidagi ishqalanish kuchidir. Shuning uchun uni ichki ishqalanish deb yuritiladi va u quyidagicha topiladi: (7-35) bu yerda - bir-biriga tegib turgan gaz qatlamlarining yuzi. Gazning ikki qo’shni qatlamlarini ajratib turgan sirt birligiga ta’sir qiluvchi kuch: (7-36). Qovushqoqlik koeffitsiyenti tezlik gradiyenti birga teng bo’lganda yuza birligigata’sir qiluvchi kuchga son jihatidan teng. Ichki ishqalanish sababli gaz (yoki suyuqlik) ning trubadan oqishi uchun biror bosimlar farqi kerak bo’ladi. Oqim tezligi biror berilgan qiymatga ega bo’lishi uchun ichki ishqalanish koeffitsiyenti qancha katta bo’lsa, bosimlar farqi ham shuncha katta bo’lishi kerak. Truba kesimidan vaqt birligi ichida oqib o’tuvchi gaz hajmi V va buning uchun kerak bo’lgan bosimlar farqi orasidagi bog’lanish Puazeyl formulasi bilan aniqlanadi: (7-37) l – trubaning uzunligi, R- uning radiusi. Bu formuladan foydalanib, biror vaqt oralig’ida trubadan oqib o’tgan gaz hajmini, truba uchlaridagi bosimlar farqini va trubaning geometrik o’lchamlarini o’lchagan holda gazning qovushqoqlik koeffitsiyentini aniqlash mumkin.