Как правило, среда газового небесного тела представляет собой смесь различных газовых компонентов. Если влияние химических реакций между компонентами несущественно, уравнение неразрывности для i-го компонента газовой имеет вид
                              ∂ρi/∂ t + div Qi = 0,                                        (1)
где
t – время;
ρi – массовая плотность i-го компонента;
Qi – вектор плотности потока массы i-го компонента.

    В плотных слоях газового небесного тела вектор Qi определяется в основном скоростью течения в рассматриваемой точке:
                                                                      Qi = ρiv,                                               (2)

Однако в разреженной части, где необходим учёт диффузии, в выражении для Qi появляется дополнительное слагаемое, пропорциональное средней длине λi свободного пробега частиц i-го компонента. Как показывается в кинетической теории газов (см., например, [Gombosi, Tamas I.]), вектор Qi представляется при этом формулой  

                                                         Qi = ρiv – 1/3 λi grad(‹ω›iρi),                            (3)

где ‹ω›i = ‹ω›i(Т) – являющаяся функцией от температуры Т средняя скорость теплового движения частиц i-го компонента. Уравнение неразрывности (1) приобретает тогда вид:

                              ∂ρi/∂ t + div ρiv = 1/3 div[λi grad(‹ω›iρi)].                                   (4)

    В случае газовой среды, где преобладает один компонет, а влияние остальных можно не учитывать

                    λ = m /(αρ),
                  ‹ω› = (8 kT /πm)½,
где
m – масса одной частицы газа;
α – площадь эффективного сечения столкновения частиц;
k – постоянная Больцмана;
T – температура газа.

    При этом уравнение неразрывности, учитывающее в рассматриваемом случае самодиффузию, записывается в форме

                              ∂ρ/∂t + div ρv = β div[1/ρ grad(½ ρ)],                                      (5)
где
                               β = 1/(3α) (8 km/π)½.

Дата последнего обновления: 2008-02-27