Transporterscheinungen

Transpọrt|erscheinungen,

 

physikalische Vorgänge, die in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern bei Störung des thermodynamischen Gleichgewichts auftreten und mit einem Transport von Masse, Energie, Impuls oder Ladung (den Transportgrößen) verbunden sind. Transporterscheinungen werden durch den Gradienten einer bestimmten physikalischen Größe hervorgerufen, der Ausgleichsvorgänge in Form von Strömungen oder Strömen in Gradientenrichtung bewirkt; z. B. bewirkt ein Temperaturgradient einen Transport von Wärmeenergie (Wärmestrom), ein elektrisches Feld einen Transport von elektrischer Ladung (elektrischer Strom). Zu den Transporterscheinungen und ihren Auswirkungen gehören insbesondere die Wärmeleitung, die Diffusion, die elektrische Leitung, die Thermodiffusion, die Thermoelektrizität und die Viskosität.

 

Unter Transporteigenschaften werden die mit den verschiedenen Transporterscheinungen verknüpften physikalischen Eigenschaften eines Mediums zusammengefasst, z. B. die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffs, die elektrische Leitfähigkeit eines Metalls, Halbleiters oder Plasmas. Die zugehörigen Stoffgrößen sind die Transportkoeffizienten, die als Proportionalitätsfaktor zwischen jeweiligem Strom und erzeugendem Gradienten in ihrer Größe und Temperaturabhängigkeit experimentell bestimmt werden. Zur theoretischen Beschreibung von Transporterscheinungen bedient man sich der statistischen Mechanik, der Thermodynamik irreversibler Prozesse und der Strömungslehre. Die abgeleiteten Transportgleichungen sind partielle Differenzialgleichungen für die Verteilungsfunktion des betrachteten Vielteilchensystems im Phasenraum, z. B. die Boltzmann-, die Planck-Fokker-, die Navier-Stokes-, die Diffusions- und die Wärmeleitungsgleichung.