МОЛЕКУЛЯ́РНОЕ ТЕЧЕ́НИЕ

МОЛЕКУЛЯ́РНОЕ ТЕЧЕ́НИЕ (сво­бод­но­мо­ле­ку­ляр­ное те­че­ние), те­че­ние раз­ре­жен­но­го га­за, в ко­то­ром ср. дли­на сво­бод­но­го про­бе­га час­тиц (мо­ле­кул, ато­мов, ио­нов, элек­тро­нов) зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет ха­рак­тер­ный линейный раз­мер течения (т. е. Кнуд­се­на чис­ло $Kn≫1$). Дли­на сво­бод­но­го про­бе­га об­рат­но про­пор­цио­наль­на кон­цен­тра­ции час­тиц и в ат­мо­сфе­ре экс­по­нен­ци­аль­но воз­рас­та­ет с вы­со­той: у по­верх­но­сти Зем­ли име­ет по­ря­док 10^–7 м, на вы­со­те 150 км составляет 4–18 м. Т. о., на вы­со­тах боль­ше 150 км в ат­мо­сфе­ре для тел раз­ме­ром ок. 1 м реа­ли­зу­ет­ся сво­бод­но­мо­ле­ку­ляр­ный ре­жим об­те­ка­ния.

Лю­бой ко­неч­ный объ­ём га­за пред­став­ля­ет со­бой ме­ха­нич. сис­те­му с очень боль­шим чис­лом сте­пе­ней сво­бо­ды. По­это­му для вы­чис­ле­ния ос­нов­ных ди­на­мич. и тер­мо­ди­на­мич. ха­рак­те­ри­стик га­за поль­зу­ют­ся ста­ти­стич. пред­став­ле­ния­ми, опи­сы­вае­мы­ми функ­ци­ей рас­пре­де­ле­ния (ма­те­ма­тич. ожи­да­ни­ем). Рас­пре­де­ле­ние час­тиц по ско­ро­стям в М. т. опи­сы­ва­ет­ся рав­но­вес­ной функ­ци­ей рас­пре­де­ле­ния Мак­свел­ла (яв­ляю­щей­ся точ­ным ре­ше­ни­ем урав­не­ния Больц­ма­на для М. т.). В М. т. мож­но пре­неб­речь столк­но­ве­ния­ми час­тиц га­за друг с дру­гом, по­это­му б. ч. аэ­ро­ди­на­мич. за­дач сво­дит­ся к изу­че­нию взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц с об­те­кае­мы­ми по­верх­но­стя­ми. Ха­рак­тер взаи­мо­дей­ст­вия раз­ре­жен­но­го га­за со стен­кой оп­ре­де­ля­ет те­п­ло­вые по­то­ки и си­лы со­про­тив­ле­ния тел, дви­жу­щих­ся в раз­ре­жен­ном га­зе. Вы­чис­ле­ние функ­ции рас­пре­де­ле­ния по ско­ро­стям час­тиц га­за, от­ра­жён­ных от по­верх­но­сти об­те­кае­мо­го те­ла, яв­ля­ет­ся слож­ной кван­то­во­ме­ха­нич. за­да­чей, ко­то­рая на прак­ти­ке ре­ша­ет­ся вве­де­ни­ем экс­пе­ри­мен­таль­но оп­ре­де­ляе­мых ко­эф­фи­ци­ен­тов (ак­ко­мо­да­ции энер­гии, ка­са­тель­но­го и нор­маль­но­го им­пуль­сов) для по­ста­нов­ки гра­нич­ных ус­ло­вий к урав­не­нию Больц­ма­на. Для кон­ти­ну­аль­но­го те­че­ния ($Kn≪1$) эти ко­эф­фи­ци­ен­ты рав­ны еди­ни­це. Чем бо­лее раз­ре­жен газ, тем су­ще­ст­вен­нее роль взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц га­за с твёр­ды­ми по­верх­но­стя­ми.

М. т. воз­ни­ка­ют при на­пы­ле­нии плёнок в ва­куу­ме, при раз­де­ле­нии по­то­ков в ва­ку­ум­ной те­п­ло­изо­ля­ции крио­ген­ной тех­ни­ки, при об­те­ка­нии ле­та­тель­ных ап­па­ра­тов, дви­жу­щих­ся на боль­ших вы­со­тах в ат­мо­сфе­рах пла­нет, и т. п.