Dynamická viskozita tekutiny. Jaká je jeho fyzikální a mechanické význam?

Kapalina je definována jako fyzického těla, schopnost měnit svůj tvar při libovolně malý vliv na to. Obvykle existují dva hlavní typy kapalin a plynů odkapávat. Kapání tekutina - tekutina v obvyklém smyslu: voda, petrolej, oleje a tak dále. Plynné tekutiny - plyny, které se za normálních podmínek, jsou například plynné látky, jako je vzduch, dusík, propan, kyslík.

Tyto sloučeniny se liší v molekulární struktuře a typu interakce molekul mezi sebou. Nicméně z hlediska mechaniky, jsou spojité média. A to proto, že, protože lze identifikovat některé společné mechanické vlastnosti: hustotu a měrné hmotnosti; a základní fyzikální vlastnosti: stlačitelnosti, teplotní roztažnost, pevnost v tahu, pevnost povrchového napětí a viskozity.

Podle viskozity rozumět vlastnost kapalné látky odolávat posuvné nebo posunout jeho vrstev k sobě. Podstatou konceptu je výskyt třecí síly mezi jednotlivými vrstvami v tekutině během jejich vzájemného pohybu. Rozlišovat mezi pojmem „dynamické viskozity tekutiny“ a jeho „kinetické viskozity“. Dále se blíže podívat, jaký je rozdíl mezi těmito pojmy.

Základní pojmy a rozměr

Viskózní síla F, která vzniká v pohybu vůči sobě navzájem přilehlými vrstvami zobecněného tekutiny je přímo úměrné rychlosti vrstev a jejich kontaktní plochy S. Tato síla působí ve směru kolmém k pohybu, a vyjádří se v Newton rovnice je analyticky

F = xS (Av) / (AN),

kde (Av) / (AN) = GV - gradient rychlosti ve směru kolmém na pohyblivé segmenty.

Koeficient úměrnosti μ - je dynamická viskozita, nebo jednoduše viskozita generalizované kapaliny. Z Newtonových rovnic je

μ = F / (S ∙ GV).

Ve fyzickém měření systémové jednotky viskozity definované jako viskozitě média, ve kterém je jednotka rychlost gradientu GV = 1 cm / s na čtvereční centimetr vrstva třecí síla působí v 1 dyn. V souladu s tím, je rozměr jednotky v tomto systému je vyjádřena v dyn ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Toto opatření se nazývá dynamická viskozita poise (P).

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

Použít a menší jednotky, a to: P 1 = 100 centipoise (cps) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). V technickém systému pro jednotku hodnoty viskozity brát kgf ∙ s ∙ m ^ (- 2).

V mezinárodní systémové jednotky viskozity definované jako viskozitě média, ve kterém je jednotka rychlost gradientu GV = 1 m / s až 1 m čtvereční metr tekuté vrstvy působící třecí síly 1 N (Newton). Hodnoty rozměry v u in SI je vyjádřena v kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ s (- 1).

Další vlastnosti, jako je dynamická viskozita kapaliny, zaváděné konceptu jako poměr kinematického koeficientu viskozity u Stabilizátory na hustotě tekutiny. Hodnota kinematické viskozity měřené v Stokes (1. třídy = 1 cm ^ (2) / c).

Koeficient viskozita je číselně roven počtu provozu provádí v pohybujícím se plynu za jednotku času ve směru kolmém na pohyb, na jednotku plochy, když je rychlost pohybu se liší na jednotku rychlosti do vrstev plynu odděleny na jednotku délky. Viskozita koeficient závisí na druhu a stavu materiálu (teplota a tlak).

Dynamická viskozita a kinematická viskozita kapaliny a plyny, do značné míry závisí na teplotě. Bylo zjištěno, že jak snížení koeficientu s rostoucí teplotou klesá pro kapaliny, a naopak, se zvyšuje s rostoucí teplotou - pro plyny. Na rozdíl od této závislosti lze vysvětlit fyzikální povaze interakce molekul v kapiček kapaliny a plyny.

Fyzikální význam

Z hlediska molekulární kinetické teorie plynů viskozity jevu spočívá v tom, že pohyblivý prostředek v důsledku náhodného pohybu molekul dochází k zarovnání vrstvy s různými rychlostmi. Tedy, v případě, že první vrstva ve směru pohybující se rychleji než přilehlá k ní druhou vrstvu, přičemž první vrstva druhý pohyblivý rychlejší molekulu, a naopak.

Proto se první vrstva má tendenci k urychlení pohybu druhé vrstvy, a druhá - zpomalit pohyb prvního. To znamená, že celkové množství pohybu první vrstvy se sníží, a druhá - zvýšit. Výsledná změna v tomto množství pohybu je charakterizována pomocí koeficientu viskozity pro plyny.

Kapka se na rozdíl od plynů, vnitřní tření ve větší míře působením mezimolekulárních sil. A, protože vzdálenost mezi molekulami kapalné kapičky, je malá v porovnání s plynnými prostředí, molekulární interakce sil zatímco - významné. Molekuly kapaliny, stejně jako molekuly pevných látek, v rozsahu blízko rovnovážných bodů. Nicméně, v kapalinách, tato ustanovení nejsou stacionární. Po určité době kapalina molekula náhle do nové polohy. Ve stejné době, během níž poloha molekul v kapalině nemění čas nazval „usedlý život“.

Mezimolekulární síly významně závisí na typu kapaliny. V případě, že viskozita látky je malá, se nazývá „tekutý“, jako koeficient toku a dynamická viskozita kapaliny - je nepřímo úměrné. Naopak materiál s vysokou viskozitou může mít mechanické tvrdosti, jak je, například, pryskyřice. Viskozita látku, přičemž se významně závisí na složení nečistot a jejich množství a na teplotě. Se zvyšující se teplotou čas „sedavý způsob života“ množství se snižuje, čímž se zvyšuje pokles viskozity tekutiny a mobilitu látky.

Fenomén viskozity, jakož i jiné jevy molekulární dopravy (difúze a tepelná vodivost) je nevratný proces, který vede k dosažení rovnovážného stavu, který odpovídá maximální entropie a volný minimální energie.