Физическая кинетика применяется для изучения процессов диффузии и теплопроводности, так как это раздел статистической физики, в котором исследуются неравновесные процессы в веществе. 1
Для изучения диффузии физическая кинетика позволяет, например:
- Получить уравнение, описывающее процесс диффузии, с помощью закона сохранения вещества и факта, что поток вещества одного из компонентов вследствие диффузии прямо пропорционален градиенту его концентрации (с обратным знаком). 1
- Определить время релаксации — время, в течение которого произойдёт выравнивание концентрации молекул в системе (например, в сосуде с газом) за счёт диффузии. 1
- Выяснить, как коэффициент диффузии пропорционален длине свободного пробега молекул и их средней тепловой скорости. 1
Для изучения теплопроводности физическая кинетика позволяет, в частности:
- Установить уравнения, описывающие теплопроводность. 1
- Вычислять теплопроводность диэлектриков, применяя кинетическое уравнение Больцмана к фононам решётки (уравнение Пайерлса). 3
- Определить, как скорость выравнивания температур в разных участках тела определяется коэффициентом теплопроводности, делённым на теплоёмкость единицы объёма тела. 4
Таким образом, с помощью физической кинетики можно получить дополнительные сведения о силах взаимодействия между частицами вещества, которые лежат в основе процессов диффузии и теплопроводности. 2