Viskozitetit dinamik të lëngjeve. Cili është kuptimi i saj fizike dhe mekanike?

Lëngu është përcaktuar si trup fizik, aftësinë për të ndryshuar formën e saj në një ndikim të vogël në mënyrë arbitrare mbi të. Zakonisht ka dy lloje kryesore të lëngjeve dhe gazeve pikoj. Drip lëngun - një lëng në kuptimin e zakonshëm: ujë, vaj vajguri, vaj dhe kështu me radhë. lëngjet gazta - gazrat e cila nën kushtet normale, për shembull, substancave të gazta të tilla si ajri, azotit, propan, oksigjen.

Keto komponime ndryshojnë në strukturën molekulare dhe llojit të ndërveprimit të molekulave me njëri tjetrin. Megjithatë, nga pikëpamja e mekanikës, ata janë media të vazhdueshme. Dhe për shkak të kësaj, sepse identifikuar disa karakteristika të përbashkëta mekanike: densitetit dhe gravitetit specifik; dhe themelore vetitë fizike: ngjeshmërisë, zgjerimit termik, forca elastik, forca e tensionit sipërfaqësor dhe viskozitet.

Sipas viskozitetit të kuptojnë një pronë e një substancë të lëngshme rezistojnë rrëshqitje ose të zhvendoset shtresat e veta me njëri-tjetrin. Thelbi i konceptit është dukuri e forcave të fërkimit midis shtresave të ndryshme brenda lëngut gjatë lëvizjes së tyre relative. Dallimin midis konceptit të "viskozitetit dinamik të lëngjeve" dhe "viskozitet kinetike" e saj. Tjetra, të marrë një vështrim më të afërt, çfarë është dallimi në mes këtyre koncepteve.

Konceptet themelore dhe dimension

forca trashë F, e cila lind nga lëvizja relative të çdo shtresat e tjera fqinje të lëngjeve përgjithësuar është në proporcion me shpejtësinë e shtresave dhe zonën e tyre të kontaktit S. kjo forcë vepron në një drejtim pingul në lëvizje, dhe të shprehura në Newton ekuacion është analitike

F = μS (ΔV) / (Δn)

ku (ΔV) / (Δn) = GV - e gradient shpejtësia në drejtimin normal te segmenteve lëvizin.

Koeficienti i proporcionalitetit μ - është viskozitetit dinamik, ose thjesht viskozitetit përgjithësuar fluide. Nga ekuacionet Newton 's është

μ = F / (S ∙ GV).

Në njësinë fizike sistemit të matjes së viskozitetit përcaktuar si viskozitetit të mesme, në të cilën në njësi shpejtësia gradient GV = 1 cm / sec për centimetër katror të shtresës akteve fërkimi fuqi në 1 dyne. Përputhje, dimensioni i njësisë në këtë sistem është e shprehur në dynes ∙ a ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Kjo masë është quajtur një vetëpërmbajtje dinamik viskoziteti (P).

1 P = 0.1 Pas ∙ C = 0.0102 KGF ∙ me ∙ m ^ (- 2).

Aplikuar dhe njësitë e vogla, përkatësisht: P 1 = 100 centipoises (DK) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). Në sistemin teknik për njësi të vlerës së viskozitetit duke marrë KGF ∙ ∙ me m ^ (- 2).

Në njësinë ndërkombëtar sistemit i viskozitetit përcaktuar si viskozitetit të mediumit, në të cilin në njësinë e shpejtesise gradient GV = 1 m / s me 1 m metër katror e shtresë vepron fuqi të lëngshme fërkimit nga 1 N (Newton). Vlerat dimensioni i μ në SI është e shprehur në kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ me (- 1).

Karakteristikat të tjera të tilla si koncept dinamik viskozitet të lëngshme paraqitur si raport i koeficientit kinematik viskozitetit μ me dendësi fluide. Vlera e viskozitetit kinematik matur në Stokes (1 Klasa = 1 cm ^ (2) / c).

Koeficienti viskozitetit është numerikisht i barabartë me numrin e trafikut kryhet në gaz lëvizin për njësi kohë në një drejtim perpendikular me lëvizjen, për njësi kur shpejtësia e lëvizjes ndryshon për njësi të shpejtësisë në shtresat e gazit të ndara sipas gjatësisë njësi. koeficienti viskozitetit varet nga lloji dhe gjendja e materialit (temperaturë dhe presion).

viskozitetit dinamik dhe viskoziteti kinematik e lëngjeve dhe gazeve, në masë të madhe varet nga temperatura. Është vërejtur se edhe rënia koeficienti me rritjen e temperaturës për rënë lëngshme dhe, anasjelltas, rritet si temperatura rritet - për gazrat. Ndryshe nga kjo varësi mund të shpjegohet me natyrën fizike të ndërveprimit të molekulave në lëngje pikëz dhe gazeve.

Kuptimi fizik

Nga pikëpamja e teorisë molekulare kinetike e fenomenit gazrat viskozitetit qëndron në faktin se të mesme të lëvizin për shkak të lëvizje të rastit të molekulave ndodh shtresa përqasjen e shpejtësi të ndryshme. Kështu, nëse shtresa e parë në një drejtim të lëvizur shpejt se ngjitur me to një shtresë të dytë, shtresa e parë e dytë lëviz molekulë të shpejtë dhe anasjelltas.

Prandaj, shtresa e parë ka tendencë për të përshpejtuar lëvizjen e shtresës së dytë, dhe e dyta - për të ngadalësuar lëvizjen e parë. Kështu, shuma e përgjithshme e lëvizjes së shtresës së parë do të ulet, dhe e dyta - për të rritur. ndryshimi i rezulton në këtë sasi e levizjes është e karakterizuar nga një koeficient viskozitet të gazrave.

Pikëz ndryshe gazeve, fërkimi i brendshëm i një masë më të madhe nga veprimi i forcave ndërmolekulare. Dhe, pasi distanca midis molekulave të pikëz të lëngshme është i vogël në krahasim me mjediset gaztë, forcat molekulare ndërveprimit kohë - të rëndësishme. Molekulat e lëngshme, si dhe molekula të ngurta, duke filluar pranë pikave ekuilibër. Megjithatë, në lëngje, këto dispozita nuk janë të palëvizshme. Pas një periudhe të caktuar kohe molekula lëngshme befas në një pozicion të ri. Në të njëjtën kohë, gjatë së cilës pozicioni i molekulave në të lëngshme nuk ndryshon, koha e quajti atë "jeta vendosur".

Forcat ndërmolekulare varen në mënyrë të konsiderueshme nga lloji i lëngut. Nëse viskozitetit e substancës është i vogël, ajo është quajtur "flowable", si koeficienti të rrjedhës dhe viskozitetit dinamik të lëngjeve - është në përpjesëtim. Në anën tjetër, një material me një viskozitet të lartë mund të ketë një fortësi mekanike, si, për shembull, rrëshirë. Viskozitet e substancës, ndërsa në mënyrë të konsiderueshme varet nga përbërja e papastërtive dhe shumat e tyre dhe temperatura. Me rritjen e temperaturës sasia kohës "jeta sedentare" është reduktuar, duke rritur ul lëngun viskoziteti dhe lëvizshmërinë e një substance.

Fenomeni i viskozitetit, si dhe dukuritë tjera molekulare transportit (difuzionit dhe përçueshmëri termike) është një proces i pakthyeshëm e cila çon në arritjen e një shteti ekuilibrit korrespondon me entropisë maksimale dhe minimale të lirë të energjisë.