Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ландау Л.Д. -> "Курс общей физики. Механика и молекулярная физика" -> 116

Курс общей физики. Механика и молекулярная физика - Ландау Л.Д.

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика — МГУ, 1962. — 405 c.
Скачать (прямая ссылка): kursobsheyfiziki1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 136 >> Следующая


Frv = IiN.

Величина р называется коэффициентом трения; она зависит только от свойств трущихся поверхностей. Это соотношение обычно хорошо выполняется в широком диапазоне экспериментальных условий (величин нагрузки и скоростей скольжения), но наблюдаются и отклонения от него.

Трение существенно зависит от способа обработки трущихся поверхностей и от их состояния (наличия и характера загрязнений). Так, коэффициент трения между металлическими поверхностями лежит обычно в пределах от 0,5 до 1,5. Эти значения, однако, относятся к металлическим поверхностям, подвергающимся воздействию воздуха. Такие поверхности всегда загрязнены окислами, адсорбированными газами и т. п., ухудшающими условия контакта. Опыт показывает, что совершенно чистые поверхности металлов, приготовленные нагреванием в вакууме, обнаруживают при скольжении очень большое трение, а в некоторых случаях полностью «схватываются» друг с другом.

Вряд ли существует один универсальный механизм трения, и его происхождение различно для поверхностей различной природы и обработки. Опишем, дтя иллюстрации, механизм трения некоторых металлов. 340

твердые тела

[гл. хш

Эксперимент показывает, что поверхности металлов всегда обладают неровностями, большими по сравнению с молекулярными расстояниями. Даже у наилучшим образом изготовленных и отшлифованных поверхностей глубина этих неоднородностей составляет 100—1000 A, а в технической практике трущиеся поверхности обычно имеют во много раз большие неоднородности. При соприкосновении тел реальный контакт между ними осуществляется только по «вершинам» этих неоднородностей. Поэтому площадь фактического контакта S0 может быть очень мала по сравнению с полной, номинальной площадью соприкосновения S (S0 может составлять 10~4—IO"5 часть от S). У пластических металлов уже под влиянием малых нагрузок «пики» неоднородностей деформируются, расплющиваясь настолько, чтобы действующее на них истинное давление упало до определенного предела рпр, ниже которого деформация прекращается. Площадь контакта S0 определяется условием PnvS0=N и оказывается, следовательно, пропорциональной нагрузке N. На участках истинного контакта силы молекулярного сцепления приводят к сильному «слипанию» тел. При скольжении происходят постоянный разрыв и образование новых участков контакта. Сила, требуемая для разрыва контактов, пропорциональна их площади S0, а с нею и нагрузке N.

От силы трения, возникающей при движении, надо отличать силу, которую надо приложить в самом начале движения для того, чтобы сдвинуть тело с места. Это, как говорят, трение покоя тоже пропорционально величине нагрузки, но его коэффициент несколько больше, чем при движении, хотя и ненамного; разница достигает 10—20%.

Подчеркнем, что все сказанное относится к трению между сухими поверхностями твердых тел. Его природа не имеет ничего общего с трением между смазанными поверхностями, разделенными слоем жидкости. В последнем случае сила трения обязана своим происхождением вязкости жидкости (простейший пример такого трения будет рассмотрен B § 119).

Наряду с трением при скольжении существует также и трение, возникающее при качении одного тела по другому.

Рассмотрим цилиндр (радиуса г), катящийся по плоскости. Для преодоления силы трения и поддержания рав- § 107]

трение твердых тел

34J

номерного качения надо приложить некоторую силу F. По отношению к линии, вдоль которой цилиндр в данный момент соприкасается с плоскостью, эта сила характеризуется своим моментом К (если сила приложена к оси цилиндра, то K= rF.) Момент К й является мерой величины трения при качении. Для него имеет место закономерность, согласно которой момент К пропорционален силе N, прижимающей катящееся тело к поверхности качения,

K = yN.

Коэффициент у характеризует трущиеся тела, он имеет, очевидно, размерность длины. Глава XIII

ДИФФУЗИЯ и ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

§ 108. Коэффициент диффузии

В предыдущих главах мы рассматривали главным образом свойства тел, находящихся в тепловом равновесий. Эта и следующая главы посвящены процессам, с помощью которых происходит установление состояния равновесия. Такие процессы называют кинетическими. По самому своему существу все эти процессы, как приближающие тело к состоянию равновесия, являются необратимыми.

Если концентрация какого-либо раствора различна в разных его местах, то благодаря тепловому движению молекул он с течением времени перемешивается: растворенное вещество переходит из мест с большей в места с меньшей концентрацией'до тех пор, пока состав раствора не станет одинаковым по всему его объему. Этот процесс называется диффузией.

Для простоты предположим, что концентрация раствора (обозначим ее с) меняется только вдоль одного направления, которое мы выберем за ось х.

Назовем диффузионным потоком / количество растворенного вещества, переходящее в единицу времени через перпендикулярную оси х поверхность единичной площади. Будем считать эту величину положительной, если поток направлен по оси х в положительном направлении, и отрицательной — при противоположном направлении. Поскольку, с другой стороны, вещество переходит из мест с большей в места с меньшей концентрацией, знак потока будет обратным знаку производной dc/dx (которую называют градиентом концентрации): если концентрация возрастает слева направо, то поток направлен влево, и наоборот. Если же dc/dx=0, т. е. концентрация раствора вообще постоянна, то диффузионный поток отсутствует. § 108]
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed