Il-viskożità dinamika tal-fluwidu. X'inhu tifsira fiżika u mekkanika tiegħu?

Il-likwidu hija definita bħala l-korp fiżiku, l-abbiltà li jibdel il-forma tagħha fi influwenza arbitrarju żgħar fuqha. Normalment ikun hemm żewġ tipi prinċipali ta 'likwidi u gassijiet dripp. Dripp fluwidu - fluwidu fis-sens tas-soltu: l-ilma, żejt pitrolju, żejt u l-bqija. fluwidi gassużi - gassijiet li taħt kondizzjonijiet normali huma, pereżempju, is-sustanzi gassużi bħall-arja, nitroġenu, propan, ossiġnu.

Dawn il-komposti huma differenti fl-istruttura molekulari u t-tip ta 'l-interazzjoni ta' molekuli ma 'xulxin. Madankollu, mill-punt di vista tal-mekkanika, dawn huma media kontinwu. U minħabba dan, għaliex dawn identifikaw xi karatteristiċi mekkaniċi komuni: densità u l-gravità speċifika; u bażiċi proprjetajiet fiżiċi: kompressibilità, espansjoni termali, saħħa tensili, qawwa ta 'tensjoni tal-wiċċ u viskożità.

Taħt viskożità jifhmu proprjetà ta 'sustanza likwida jirreżistu jiżżerżqu jew bidla saffi tagħha ma' xulxin. L-essenza tal-kunċett huwa l-okkorrenza ta ' forzi ta' frizzjoni bejn is-saffi differenti fi ħdan il-fluwidu waqt mozzjoni relattiva tagħhom. Distinzjoni bejn il-kunċett ta ' "viskożità dinamika tal-fluwidu" u "viskożità kinetika" tagħha. Sussegwentement, tagħti ħarsa aktar mill-qrib, x'inhi d-differenza bejn dawn il-kunċetti.

kunċetti u d-dimensjoni bażiċi

forza viskuża F, li tirriżulta milli jiċċaqilqu relattivament kull saffi li jmissu oħra tal-fluwidu ġeneralizzata hija direttament proporzjonali għall-veloċità tas-saffi u ż-żona ta 'kuntatt tagħhom S. Dan seħħ l-atti f'direzzjoni perpendikulari għall-mozzjoni, u esprima fi Newton ekwazzjoni hija analitikament

F = μS († v) / (Δn),

fejn († v) / (Δn) = GV --gradjent veloċità fid-direzzjoni normali li l-segmenti jiċċaqilqu.

Il-koeffiċjent proporzjonalità μ - huwa l-viskożità dinamika, jew sempliċiment viskożità ġeneralizzati fluwidu. Mill Newton ekwazzjonijiet huwa

μ = F / (I ∙ GV).

Fis-unità tas-sistema qies fiżiku ta 'viskożità definita bħala l-viskożità ta' l-medju, fejn mill-unità veloċità xaqliba GV = 1 ċm / sek għal kull ċentimetru kwadru ta 'saff atti forza ta' frizzjoni fl-1 Dyne. Għaldaqstant, id-dimensjoni tal-unità f'din is-sistema huwa espress fil dynes ∙ i ∙ ċm ^ (- 2) = r ∙ ċm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Din il-miżura tissejjaħ poise viskożità dinamika (P).

1 P = 0.1 Pas ∙ ċ = 0.0102 kgf ∙ ma ∙ m ^ (- 2).

Japplikaw u unitajiet iżgħar, jiġifieri: P 1 = 100 centipoises (CPS) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). Fis-sistema teknika għall-unità tal-valur viskożità teħid kgf ∙ ma ∙ m ^ (- 2).

Fl-unità sistema internazzjonali ta 'viskożità definita bħala l-viskożità ta' l-medju, fejn mill-unità gradjent veloċità GV = 1 m / s sa 1 m għal kull metru kwadru tal-forza likwidu frizzjoni saff jaġixxi ta '1 N (Newton). Il-valuri dimensjoni tal μ fil -SI huwa espress f'kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ ma '(- 1).

Aktar karatteristiċi bħall-kunċett likwidu viskożità dinamika introdott bħala l-proporzjon tal-koeffiċjent viskożità kinematika ì għad-densità fluwidu. Il-valur tal-viskożità kinematika mkejla Stokes (1 Klassi = 1 ċm ^ (2) / c).

Il-koeffiċjent viskożità huwa numerikament ugwali għan-numru ta 'traffiku mwettqa fil-gass li jiċċaqilqu għal kull unità ta' ħin f'direzzjoni perpendikulari għall-moviment, kull unità-żona meta l-veloċità moviment tvarja għal kull unità ta 'veloċità fis-saffi tal-gass separati għal kull tul ta' unità. koeffiċjent viskożità tiddependi fuq it-tip u l-istat tal-materjal (temperatura u pressjoni).

viskożità dinamika u l-viskożità kinematika ta 'likwidi u gassijiet, sa ċertu punt jiddependu fuq it-temperatura. Kien innutat li kemm l-koeffiċjent tnaqqis bit-temperatura tiżdied għall twaqqa likwidu u, bil-maqlub, iż-żidiet bħala it-temperatura togħla - għall-gassijiet. B'differenza din id-dipendenza tista 'tiġi spjegata min-natura fiżika tal-interazzjoni ta' molekuli fil-likwidi qtar u gassijiet.

It-tifsira fiżika

Mill-perspettiva tat-teorija kinetika molekulari ta fenomenu gassijiet viskożità tinsab fil-fatt li l-mezz li jiċċaqilqu minħabba l-mozzjoni ta 'molekuli każwali iseħħ saffi allinjament ta' veloċitajiet differenti. Għalhekk, jekk l-ewwel saff f'direzzjoni li jiċċaqilqu aktar mgħaġġla mill-biswit magħha tieni saff, l-ewwel saff tat-tieni jiċċaqilqu molekula aktar mgħaġġla, u viċi versa.

Għalhekk, l-ewwel saff tendenza biex iħaffu l-moviment tat-tieni saff, u t-tieni - li titnaqqas il-moviment ta 'l-ewwel. Għalhekk, l-ammont totali ta 'moviment ta' l-ewwel saff se jonqos, u t-tieni - li tiżdied. Il-bidla li tirriżulta fil din il-kwantità ta 'mozzjoni hija kkaratterizzata b'koeffiċjent ta' viskożità għal gassijiet.

-Qtar b'differenza gassijiet, l-frizzjoni interna ta 'livell akbar bl-azzjoni tal-forzi intermolecular. U, peress li l-distanza bejn il-molekoli tal-qtar likwidu hija żgħira meta mqabbla mal-ambjenti gassużi, il-forzi interazzjoni molekulari waqt - sinifikanti. Il molekuli tal-likwidu, kif ukoll molekuli ta 'solidi, li jvarjaw ħdejn il-punti ta' ekwilibriju. Madankollu, fil-likwidi, dawn id-dispożizzjonijiet mhumiex wieqfa. Wara ċertu perjodu ta 'żmien li l-molekula likwidu f'daqqa fis-pożizzjoni ġdida. Fl-istess ħin, li matulu l-pożizzjoni tal-molekuli fil-likwidu ma jbiddilx, il-ħin hija imsejħa "ħajja kostanti".

forzi intermolecular jiddependu b'mod sinifikanti fuq it-tip ta 'likwidu. Jekk il-viskożità tas-sustanza huwa żgħir, huwa msejjaħ "flowable", bħala l-koeffiċjent fluss u l-viskożità dinamika tal-fluwidu - huwa proporzjonalment invers. Bil-maqlub, materjal b'viskożità għolja jista 'jkollhom ebusija mekkanika, bħal, per eżempju, reżina. Il-viskożità tas-sustanza jiddependi waqt sinifikanti fuq il-kompożizzjoni tal-impuritajiet u l-ammonti tagħhom u t-temperatura. Bit-temperatura tiżdied il-kwantità ħin "ħajja sedentarja" huwa mnaqqas, u b'hekk tiżdied il-viskożità tonqos fluwidu u l-mobilità ta 'sustanza.

Il-fenomenu ta 'viskożità, kif ukoll fenomeni trasport molekulari oħrajn (diffużjoni u konduttività termali) huwa proċess irriversibbli li jwassal għall-kisba ta' stat ekwilibriju li jikkorrispondi għall-entropy massimu u minimu enerġija ħielsa.