Тепловое скольжение
Тепловое скольжение — явление перемещения слоя газа, находящегося у поверхности твёрдого тела, поверхность которого нагрета неравномерно, в направлении к более высокой температуре. Наблюдается в среде, являющейся разреженным газом [1].
Качественное рассмотрение
правитьЕсли поверхность тела нагрета неравномерно, то среди ударяющихся в одну точку молекул газа большую скорость имеют те, которые находятся со стороны большей температуры. Они передают телу разность тангенциальных импульсов в направлении, обратному градиенту температуры. По третьему закону Ньютона в приповерхностном слое газа появляется сила, направленная к более высокой температуре, куда при достаточно малой силе сопротивления будет происходить его перемещение.
Количественное рассмотрение
правитьПусть A — точка поверхности тела, ось X направлена в сторону увеличения температуры, координата точки A равна x. Усредняя, можно считать, что все попадающие в точку A молекулы имели последнее столкновение в плоскостях и , где — длина свободного пробега газа. Если скорость скольжения газа равна u, то средние значения скорости молекулы вдоль оси X в этих плоскостях будут соответственно и . При стационарном скольжении прекратится передача тангенциального импульса от газа к телу и обратно. Тогда будет выполняться
,
откуда
Очевидно, что в силу изотропности пространства . Можно считать, что . Теорема о равнораспределении даёт . Отсюда
Следовательно, тепловое скольжение заметно в разреженных газах, для которых длина свободного пробега велика.