Die dinamiese viskositeit van die vloeistof. Wat is die fisiese en meganiese betekenis?

Die vloeistof word gedefinieer as die fisiese liggaam, die vermoë om sy vorm op 'n arbitrêr klein invloed op dit te verander. Gewoonlik is daar twee hooftipes vloeistowwe en gasse drup. Drup vloeistof - 'n vloeistof in die gewone sin: water, keroseen olie, olie en so aan. Gasagtige vloeistowwe - gasse wat onder normale omstandighede is, byvoorbeeld, gasagtige stowwe soos lug, stikstof, propaan, suurstof.

Hierdie verbindings verskil in molekulêre struktuur en aard van die interaksie van molekules met mekaar. Maar uit die oogpunt van meganika, hulle is deurlopende media. En as gevolg van hierdie, want hulle geïdentifiseer n paar algemene meganiese eienskappe: digtheid en soortlike gewig; en basiese fisiese eienskappe: saampersbaarheid, termiese uitsetting, treksterkte, sterkte van oppervlakspanning en viskositeit.

Onder viskositeit verstaan 'n eiendom van 'n vloeistof stof te weerstaan gly of skuif sy lae aan mekaar. Die essensie van die konsep is die voorkoms van wrywingskragte tussen die verskillende lae in die vloeistof tydens hul relatiewe beweging. Onderskei tussen die konsep van "dinamiese viskositeit van die vloeistof" en sy "kinetiese viskositeit". Volgende, neem 'n nader kyk, wat is die verskil tussen hierdie begrippe.

Basiese konsepte en dimensie

Viskeuse krag F wat spruit uit beweeg relatief tot mekaar aangrensende lae van die algemene vloeistof is direk eweredig aan die snelheid van die lae en hul kontak area S. Dit krag werk in 'n rigting loodreg op die beweging, en uitgedruk in Newton vergelyking analities

F = μS (ΔV) / (Δn),

waar (ΔV) / (Δn) = GV - die snelheid helling in die rigting loodreg op die bewegende dele.

Die proporsionaliteit koëffisiënt μ - is die dinamiese viskositeit, of bloot viskositeit veralgemeen vloeistof. Van vergelykings Newton se dit is

μ = F / (S ∙ GV).

In die fisiese meting stelsel eenheid van viskositeit gedefinieer as die viskositeit van die medium, waarin ten eenheid snelheid helling GV = 1 cm / sek per vierkante sentimeter van laag wrywingskrag in 1 Dyne. Gevolglik is die dimensie van die eenheid in hierdie stelsel uitgedruk in Dynes ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Hierdie maatreël is bekend as 'n dinamiese viskositeit houding (P).

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

Toe te pas en kleiner eenhede, naamlik: P 1 = 100 centipoises (CPS) = 1000 MPAs (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). In die tegniese stelsel vir die eenheid van die viskositeit waarde neem kgf ∙ met ∙ m ^ (- 2).

In die internasionale stelsel eenheid van viskositeit gedefinieer as die viskositeit van die medium, waarin ten eenheid snelheid helling GV = 1 m / s na 1 m per vierkante meter van die vloeistof laag waarnemende wrywingskrag van 1 N (Newton). Die dimensie waardes van μ in die SI uitgedruk in kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ met (- 1).

Verdere kenmerke soos die dinamiese viskositeit vloeistof bekendgestel konsep as die verhouding van die kinematiese viskositeit koëffisiënt μ om die vloeistof digtheid. Die waarde van die kinematiese viskositeit gemeet in Stokes (1st Class = 1 cm ^ (2) / c).

Die viskositeit koëffisiënt is numeries gelyk aan die aantal verkeer in 'n rigting gedra in die bewegende gas per eenheid tyd loodreg op die beweging, per eenheid area wanneer die beweging spoed verskil per eenheid van snelheid in die gas lae geskei per eenheidslengte. Viskositeit koëffisiënt hang af van die soort en toestand van die materiaal (temperatuur en druk).

Dinamiese viskositeit en die kinematiese viskositeit van vloeistowwe en gasse, tot 'n groot mate afhanklik van die temperatuur. Dit is opgemerk dat beide die koëffisiënt afname met toename in temperatuur vir vloeiende en, omgekeerd, verhoog as die temperatuur styg - vir gasse. In teenstelling met hierdie afhanklikheid kan verklaar word deur die fisiese aard van die interaksie van molekules in die druppel vloeistowwe en gasse.

Die fisiese betekenis

Uit die oogpunt van die molekulêre kinetiese teorie van gasse viskositeit verskynsel lê in die feit dat die bewegende medium as gevolg van die ewekansige beweging van molekules voorkom aanpassing lae van verskillende snelhede. Dus, as die eerste laag in 'n rigting vinniger as die aangrensende beweeg daartoe n tweede laag, die eerste laag van die tweede beweging van vinniger molekule, en omgekeerd.

Daarom is die eerste laag is geneig om die beweging van die tweede laag, en die tweede versnel - om die beweging van die eerste vertraag. Dus, sal die totale bedrag van beweging van die eerste laag daal, en die tweede - te verhoog. Die gevolglike verandering in hierdie hoeveelheid beweging word gekenmerk deur 'n viskositeit koëffisiënt om gasse.

Die druppel in teenstelling met gasse, die interne wrywing van 'n groter mate deur die optrede van intermolekulêre kragte. En, aangesien die afstand tussen die molekules van die vloeistof druppel is klein in vergelyking met die gasagtige omgewings, die molekulêre interaksie kragte terwyl - betekenisvol. Die molekules van die vloeistof, asook molekules van vaste stowwe, wat wissel naby die balans punte. Maar in vloeistowwe, hierdie bepalings is nie stilstaan. Na 'n sekere tydperk van die tyd die vloeistof molekule skielik in 'n nuwe posisie. Terselfdertyd, waartydens die posisie van die molekules in die vloeistof verander nie, die tyd het dit "gevestigde lewe".

Intermolekulêre kragte staatmaak aansienlik af van die tipe vloeistof. As die viskositeit van die stof is klein, is dit genoem "vloeibare", soos die vloei koëffisiënt en die dinamiese viskositeit van die vloeistof - is omgekeerd eweredig. Aan die ander kant, kan 'n materiaal met 'n hoë viskositeit 'n meganiese hardheid het, as, byvoorbeeld, hars. Die viskositeit van die stof, terwyl aansienlik hang af van die samestelling van die onsuiwerhede en hul bedrae en die temperatuur. Met toename in temperatuur die hoeveelheid "sittende lewe" tyd verminder, en sodoende die vloeistof viskositeit afneem en die mobiliteit van 'n stof toeneem.

Die verskynsel van viskositeit, sowel as ander vervoer verskynsels molekulêre (diffusie en termiese geleidingsvermoë) is 'n onomkeerbare proses wat lei tot die bereiking van 'n balans staat wat ooreenstem met die maksimum entropie en vrye energie minimum.