„Transzportjelenség” változatai közötti eltérés
| [ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
Félreérthető az U betű használata |
Nincs szerkesztési összefoglaló |
||
1. sor:
'''Transzportjelenség''' fogalmán a rendszert alkotó részecskéknek vagy [[Extenzív mennyiség|extenzív fizikai mennyiségnek]], a tér egyik részéből egy másik részébe történő elmozdulását, átadását, vezetését (szállítását) értjük.
Az alábbi folyamatok tartoznak a transzport jelenségek közé:
5. sor:
*[[anyagmennyiség]]- ([[tömeg]]-) transzport,
*[[impulzus]]transzport,
*[[hő]]transzport,
*[[elektromos töltés|elektromostöltés]]-transzport.
A folyamatok során rendre kémiai anyagmennyiség, impulzus, hő, valamint elektromos töltés jut el – áramlással, vezetéssel, átadással – a rendszer egyik pontjából a tér másik helyére. A jelenség fellépésének az az oka, hogy a rendszer nem [[homogén]], vagyis benne legalább egy [[Intenzív mennyiség|intenzív fizikai mennyiség]] a helytől függetlenül nem azonos.
16. sor:
Tapasztalatból ismerjük, hogy ha a rendszeren belül például a hőmérséklet pontról pontra nem azonos, akkor önként olyan folyamat indul el, hogy a [[hőmérséklet]] kiegyenlítődjék. [[Hő]] áramlik a nagyobb hőmérsékletű helyről a kisebb felé. A transzport jelenség neve: [[hővezetés]].
Ha egy többkomponensű rendszeren beül valamely [[Komponens (kémia)|komponens]] koncentrációja nem azonos, akkor önként olyan folyamat indul el, hogy a [[koncentráció]] kiegyenlítődjék. Meghatározott anyagi részecskék áramlanak a nagyobb koncentrációjú helyről a kisebb felé. A transzport jelenség neve: [[diffúzió]].
Ha egy áramló fluid (légnemű vagy folyékony) rendszeren belül a részecskék sebessége nem azonos, akkor impulzus átadással igyekszenek azonos sebességre szer tenni. A transzport jelenség neve: [[viszkozitás]].
Ha [[elektromos töltés]]sel rendelkező rendszerben ([[ion]]okat tartalmazó rendszer) az [[elektromos potenciál]] nem azonos, akkor a töltéssel rendelkező részecskék a térerőtől és töltésük minőségétől függően meghatározott irányba mozdulnak el. A transzport jelenség neve: [[elektromos vezetés]].
27. sor:
| align=left|'''Törvény'''
|'''[[Extenzív mennyiség]]''' fluxusa
|'''[[Intenzív mennyiség]]'''
|'''[[elektromos vezetés|vezetőképesség]]'''
<!-- wegen der Exponiertheit der Überschrift halte ich es für gerechtfertigt, hier auch noch einmal
einen Link zu verwenden. Wenn der Leser dann doch zu den einzelnen pl.K. will, muss er den Link nicht im Text suchen. [[Benutzer:Erlanger|Erlanger]] 20:30, 30. Jan 2005 (CET)-->
|- align=center
66 ⟶ 65 sor:
==Áram, fluxus, hajtóerő==
A transzport (vezetés, szállítás) során tehát valamilyen [[Extenzív mennyiség|extenzív fizikai mennyiség]] (tömegtől függő) [[áram]]a alakul ki [[Intenzív mennyiség|intenzív fizikai mennyiség]], gradiensének, mint termodinamikai „hajtóerőnek” a hatására.
Valamely ''Y''-nal jelölt [[extenzív mennyiség]] áramán (''J'') az extenzív mennyiség [[idő]]egységre eső megváltozását értjük. Ha ezt az áramlás keresztmetszetére, azaz felületegységre vonatkoztatjuk, az áramsűrűséget (''j'') kapjuk. Az áramsűrűségnek gyakran használatos másik megnevezése a [[fluxus]].
Vagyis az áram és az áramsűrűség definíció szerint:
:<math> J = \frac{\mathrm{d}Y}{\mathrm{d}t}</math>, illetve
77 ⟶ 76 sor:
==Áramsűrűségek==
A fent említett hajtóerők és a hatásukra kialakuló áramsűrűségek vektor jellegű mennyiségek. Irányuk egymással ellentétes, amit a kifejezésekben negatív előjellel veszünk figyelembe. Az áramsűrűségek az alábbiak:
Viszkozitás esetén: [[impulzus]] áramsűrűség: ''j''<sub>''mv''</sub>
:<math>j_{mv} = \frac{\mathrm{d}mv}{A\mathrm{d}t} = -\eta\frac{\mathrm{d}v}{A\mathrm{d}x} = -\eta\ \mathrm{grad}v</math>.
Diffúzió esetén: [[Komponens (kémia)|komponens]] (anyagmennyiség) áramsűrűsége: ''j''<sub>''n''</sub>
:<math>j_{n} = \frac{\mathrm{d}n}{A\mathrm{d}t} = -D\frac{\mathrm{d}c}{A\mathrm{d}x} = -D\ \mathrm{grad}c</math>.
[[Hővezetés]] esetén: [[hő]] áramsűrűség: ''j''<sub>''Q''</sub>
:<math>j_{Q} = \frac{\mathrm{d}Q}{A\mathrm{d}t} = -\lambda\frac{\mathrm{d}T}{A\mathrm{d}x} = -\lambda\ \mathrm{grad}T</math>.
Elektromos vezetés esetén: [[elektromos töltés]] áramsűrűség: ''j''<sub>''q''</sub>
:<math>j_{q} = \frac{\mathrm{d}q}{A\mathrm{d}t} = -\kappa\frac{\mathrm{d}U}{A\mathrm{d}x} = -\kappa\ \mathrm{grad}U</math>.
A fenti összefüggéseket megvizsgálva az mondható, hogy a transzport jelenségek mennyiségi viszonyait ugyanolyan típusú differenciál egyenlet írja le: a megfelelő transzport során kialakuló áramsűrűség (fluxus) egyenesen arányos a megfelelő hajtóerővel és egy ún. vezetési együtthatóval:
:<math>j = \ -LX </math>, '''áramsűrűség
:<math>L= \eta, \ D,
:<math> X= \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}x} , \frac{\mathrm{d}c}{\mathrm{d}x} , \frac{\mathrm{d}T}{\mathrm{d}x} , \frac{\mathrm{d}U}{\mathrm{d}x} </math>, '''hajtóerők'''
101 ⟶ 100 sor:
==Kereszteffektusok==
Egy-egy intenzív mennyiség gradiensének hatására többféle extenzív mennyiség árama alakulhat ki. Úgynevezett kereszteffektusok lépnek fel. Például elektromos térerőben elektromos töltés transzport megy végbe, de elektrolitok esetén szükségszerűen komponens transzport ([[elektrolízis]]) is lejátszódik, mert maguk az ionok szállítják a töltéseket. Fémes vezetők esetén pedig a töltés szállítással együtt hőáram is kialakulhat ([[Peltier-effektus]]).
Hasonló okok miatt hőmérséklet gradiens hatására nem csak hőáram jön létre, hanem komponens áram (termodiffúzió) és elektromos töltésáram ([[Hőmérő|Seebeck-effektus]]) is kialakulhat.
116 ⟶ 115 sor:
! grad''c''
! grad''T''
! grad''U''
|-
| Impulzusáram, '''''I<sub>mv</sub>''''' ||align="center"| '''[[Viszkozitás]]''','''''η'''''<br><font color=red>'''[[Isaac Newton|Newton]]''' || align="center"|
|-
| Anyagmennyiségáram,<br>'''''I<sub>n</sub>''''' ||
|-
| Hőáram, '''''I<sub>Q</sub>''''' ||
|-
| Elektromos töltésáram, '''''I<sub>q</sub>''''' ||
|-
|}
131 ⟶ 130 sor:
== További információk ==
* {{cite book|editor=Fényes Imre|year=1971|title=Modern fizikai kisenciklopédia|publisher=Gondolat, Budapest}}
* Szücs Ervin (1976): Dialógusok a műszaki tudományokról. (2., átdolgozott és bővített kiadás) Műszaki Könyvkiadó, Budapest
* Szentgyörgyi S., Molnár K., Parti M. (1986): Transzportfolyamatok, Tankönyvkiadó, Budapest
| |||