Dünaamiline viskoossus vedelikus. Mis on selle füüsikalised ja mehaanilised tähenduses?

Vedelik on defineeritud kui füüsilise keha, võime muuta oma kuju juures kuitahes väikese mõju see. Tavaliselt on kaks peamist tüüpi vedelike ja gaaside tilguti. Drip vedeliku - vedeliku tavatähenduses: vesi, petrooleumi õli, ja nii edasi. Gaasilised vedelikke - gaasid, mis tavatingimustes on näiteks gaasilised ained, nagu õhk, lämmastik, propaani, hapnik.

Need ühendid erinevad molekulaarstruktuuri tüüpi interaktsiooni molekulid omavahel. Kuid alates seisukohast mehaanika, nad on pidevalt meedia. Ja tänu sellele, sest nad kindlaks mõned ühised mehaanilised omadused: tihedus ja erikaal; ja põhilised füüsikalised omadused: survetugevuse, soojuspaisumine, tõmbetugevuse, tugevuse pindpinevuse ja viskoossusega.

Vastavalt viskoossus mõista omaduse vedela aine vastupidava libistades või vahetustega kihtideks üksteisele. Sisuliselt mõiste on esinemise hõõrdejõud erinevate kihtide vedeliku ajal suhtelise liikumise. Eristada mõiste "dünaamiline viskoossus vedeliku" ja selle "kineetiline viskoossus". Järgmisena lähemalt, milline on erinevus nende mõisted.

Põhimõisted ja mõõde

Viskoosse jõud F, mis tuleneb liikuvate üksteise suhtes külgnevate kihtide üldistatud vedelikuks on võrdeline kiiruse kihtidest ja nende kontaktpind S. See mõjub suunas risti liikumises ja väljendatakse Newton võrrand on analüütiliselt

F = uS (Av) / (AN),

kus (Av) / (AN) = GV - kiirusgradiendiga tavalises suunas liikuvale segmentides.

Proportsionaalsuse koefitsiendi μ - on dünaamiline viskoossus, või lihtsalt viskoossus üldistatud vedelikku. Alates Newtoni võrrandid on

μ = F / (S ∙ GV).

Aine mõõtesüsteemi ühik viskoossus defineeritakse viskoossust keskmise, milles ühikulise kiirusgradiendiga GV = 1 cm / sek ruutsentimeetri kihti hõõrdejõud õigusaktidega 1 dyne. Järelikult mõõde ühiku selles süsteemis on väljendatud düüni ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

See meede nimetatakse dünaamilise viskoossusega puaasi (P).

1 P = 0,1 Pas ∙ c = 0,0102 kgf ∙ koos ∙ m ^ (- 2).

Täida ja väiksemateks osadeks, nimelt: P 1 = 100 sentipuaaside (cps) = 1000 mPa (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). In tehniline süsteem ühik viskoossus võttes kgf ∙ koos ∙ m ^ (- 2).

Rahvusvahelises süsteemis ühik viskoossus defineeritakse viskoossust keskmise, milles ühikulise kiirusgradiendiga GV = 1 m / s kuni 1 m ruutmeetri vedela kihi acting hõõrdejõud 1 N (njuutonit). Dimensioonid väärtused μ in SI väljendatakse kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ koos (- 1).

Lisaomadusena nagu dünaamiline viskoossus vedela kasutuselevõetud mõiste suhtena kinemaatiline viskoossus koefitsiendi u vedelikule tihedus. Väärtusest kinemaatiline viskoossus mõõdetuna Stokes (1. klassi = 1 cm ^ (2) / c).

Viskoossuse koefitsient on arvuliselt võrdne arv liikluses läbi liikuvasse gaasi ajaühikus suunas risti liikumisega, pinnaühiku kui liikumiskiirust erineb ühiku velocity gaasi kihid eraldati ühiku pikkuse. Viskoossus koefitsient sõltub sellest, millist ja seisundit materjali (temperatuur ja rõhk).

Dünaamiline viskoossus ja kinemaatiline viskoossus vedelikud ja gaasid, mis suurel määral sõltub temperatuurist. Märgati, et mõlemad koefitsiendiga vähenevad temperatuuri tõustes kukutamiseks vedelad ning vastupidi, suureneb temperatuuri tõustes - gaaside. Erinevalt see sõltuvus võib seletada füüsikalist olemust interaktsiooni molekulide tilgas vedelikud ja gaasid.

Füüsilise tähenduses

Vaatepunktist molekulaarsel kineetilise teooria gaasides viskoossus nähtus seisneb asjaolus, et liikuva keskkonna tõttu juhusliku liikumise molekulid esineb viimine kihti erineva kiirusega. Seega, kui esimene kiht suunas liigub kiiremini kui sellega kõrvuti teise kihi esimene kiht teise liigub kiiremini molekuli, ja vastupidi.

Seega esimene kiht kipub kiirendada liikumist teise kihi ja teine - aeglane liikumine esimeses. Seega oli kogu liikumise ulatus esimese kihi väheneb ja teine - tõsta. Saadud muutus selles liikumise hulk iseloomustab viskoossust koefitsient gaase.

Tilkade erinevalt gaase, sisemine hõõrdumine suuremal määral toimel molekulidevaheliste jõududega. Ja kuna vahemaa molekulid vedeliku tilkade on väike võrreldes gaasilised keskkondades, molekulaarne interaktsiooni jõudude kaasas - märkimisväärne. Molekulid vedeliku, samuti molekule kuivainete, ulatudes paigale tasakaaluline aspekti. Kuid vedelike, ei ole need sätted paigal. Pärast teatud aja vedeliku molekuli järsku uude asendisse. Samal ajal, mil positsiooni molekulid vedelas ei muutu, aeg nimetas seda "väljakujunenud elu".

Molekulidevaheliste jõudude sõltub oluliselt vedeliku tüübist. Kui viskoossus aine on väike, siis nimetatakse "voolava", kuna vool koefitsient ja dünaamiline viskoossus vedeliku - on pöördvõrdeline. Vastupidisel juhul, kui materjalil kõrge viskoossus võib olla mehaaniline tugevus, nagu näiteks vaiguga. Viskoossus aine kaasas sõltub suurel määral kompositsiooni lisandid ning nende kogused ja temperatuurist. Temperatuuri tõstmisel kogus "istuv elu" lüheneb, suurendades seeläbi vedeliku viskoossus väheneb ja liikuvust aine.

Nähtus viskoossus, samuti teiste molekulaarse transpordi nähtused (difusioon ja soojusjuhtivus) on pöördumatu protsess, mis viib saavutamise tasakaaluolekuni vastab maksimaalsele entroopia ja vaba energia minimaalne.