La dinamika viskozeco de la fluido. Kio estas ĝia fizika kaj mekanikaj signifon?

La likvaĵo estas difinita kiel la fizika korpo, la kapablon ŝanĝi sian formon en arbitre malgranda influo sur ĝi. Kutime estas du ĉefaj specoj de likvaj kaj gasoj gutado. Gutado fluido - fluida en la kutima senco: akvo, kerosenon, oleo kaj tiel plu. Gasa fluidoj - gasoj kiuj en normalaj kondiĉoj estas, ekzemple, gasa substancoj kiel ekzemple aero, nitrogeno, propano, oksigeno.

Ĉi tiuj komponaĵoj malsamas en molekula strukturo kaj tipon de la interago de molekuloj kun la alia. Tamen, de la vidpunkto de mekaniko, ili estas kontinuaj amaskomunikiloj. Kaj pro tio, ĉar ili identigis iujn komunajn mekanikaj karakterizaĵoj: denseco kaj specifa graveco; kaj bazaj fizikaj ecoj: compresibilidad, termika vastiĝo, tensile forto, forto de malprofunda streĉiĝo kaj viskozeco.

Sub viskozeco kompreni proprieto de likva substanco rezisti glitante aŭ ŝanĝi lian tavoloj al la alia. La esenco de la koncepto estas la okazo de frotado fortoj inter la malsamaj tavoloj ene de la fluido dum ilia relativa moviĝo. Distingi inter la koncepto de "dinamika viskozeco de la fluido" kaj ĝia "kineta viskozeco". Sekva, prenu pli proksiman rigardon, kio estas la diferenco inter ĉi tiuj konceptoj.

Bazaj konceptoj kaj dimensio

Viskoza forto F, kiu ŝprucas de moviĝas relative al unu la aliaj apudaj tavoloj de la ĝeneraligita fluida estas rekte proporcia al la rapido de la tavoloj kaj ilia areo de kontakto S. Ĉi forto agoj en direkto perpendikulara al la movado, kaj esprimis en Neŭtono ekvacio estas analitike

F = μS (ΔV) / (Δn),

kie (ΔV) / (Δn) = GV - la rapido gradiento en la direkto orta al la movanta segmentojn.

La proporcieco koeficiento μ - estas la dinamika viskozeco, aŭ simple viskozeco ĝeneraligita fluida. El Neŭtona ekvacioj estas

μ = F / (S ∙ GV).

En la fizika mezurado sistemo unuo de viskozeco difinita kiel la viscosidad de la mediumo, en kiu je unua rapido gradiento GV = 1 cm / sek por kvadrata centimetro de tavolo frotado forto agoj en 1 DINO. Laŭe, la dimensio de la unueco en ĉi tiu sistemo estas esprimita en dynes ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Ĉi tiu mezuro estas nomita dinamika viskozeco ekvilibron (P).

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

Apliki kaj pli malgrandaj unuoj, nome: P 1 = 100 centipoises (CPS) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). En la teknika sistemo por la unueco de la viscosidad valoro prenante kgf ∙ kun ∙ m ^ (- 2).

En la internacia sistemo unuo de viskozeco difinita kiel la viscosidad de la mediumo, en kiu je unua rapido gradiento GV = 1 m / s al 1 m por kvadrata metro de la likva tavolo aktorado frotado forto de 1 N (Neŭtono). La dimensio valoroj de μ en la SI estas esprimita en kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ per (- 1).

Plue karakterizaĵoj kiel la dinamika viskozeco likva enkondukis koncepton kiel la rilatumo de la cinemática viscosidad koeficiento μ al la fluida denseco. La valoro de la cinemática viskozeco mezurita en Stokes (1a Klaso = 1 cm ^ (2) / c).

La viscosidad koeficiento estas nombre egala al la nombro de trafiko portita en la movanta gaso por unua tempo en direkto perpendikulara al la movado, por unueco areo kiam la movado rapido diferencas por unuo de rapido en la gaso tavoloj apartigitaj por unuo longo. Viskozeco koeficiento dependas de la speco kaj stato de la materialo (temperaturo kaj premo).

Dinamika viskozeco kaj la cinemática viskozeco de likvaj kaj gasoj, en granda parto dependas de la temperaturo. Estis rimarkis ke kaj la koeficiento malpliigo kun kreskanta temperaturo por gutadas fluidan kaj, inverse, pliiĝas kiel la temperaturo leviĝas - por gasoj. Kontraste tiu dependeco povas esti klarigita de la fizika naturo de la interago de molekuloj en la guteto likvaĵoj kaj gasoj.

La fizika signifo

El la vidpunkto de la molekula kineta teorio de gasoj viskozeco fenomeno kuŝas en tio, ke la movado meza pro la hazarda movado de molekuloj okazas alineación tavoloj de malsamaj rapidoj. Tiel, se la unua tavolo en direkto moviĝas pli rapide ol la apuda arangxajxo dua tavolo, la unua tavolo de la dua moviĝas pli rapide molekulo, kaj inverse.

Sekve, la unua tavolo emas akceli la movadon de la dua tavolo, kaj la dua - por malrapidigi la movado de la unua. Tiel, la tuta kvanto de movado de la unua tavolo malpliiĝos, la dua - por pliigi. La rezulta ŝanĝo en ĉi tiu kvanto de movado estas karakterizita de viscosidad koeficiento por gasoj.

La gutoj malkiel gasoj, la interna frotado de pli granda amplekso de la ago de fortoj intermoleculares. Kaj, kiam la distanco inter la molekuloj de la likva gutoj estas malgranda kompare kun la gasa medioj, la molekula interago fortoj dum - signifa. La molekuloj de la likva, kaj ankaŭ molekuloj de solidoj, intervalante proksime de la ekvilibro punktoj. Tamen, en likvaĵoj, ĉi tiuj kondiĉoj ne estas senmova. Post certa periodo de tempo la likva molekulo abrupte en novan pozicion. Samtempe, dum kiuj la pozicion de la molekuloj en la likva ne ŝanĝas, la tempo nomis ĝin "senŝancela vivo".

Fortoj intermoleculares dependas signife de la tipo de likva. Se la viscosidad de la substanco estas malgranda, ĝi estas nomata "flowable", kiel la fluo koeficiento kaj la dinamika viskozeco de la fluido - estas inverse proporcia. Male, materialo kun alta viskozeco povas havi mekanikan malmoleco, kiel, ekzemple, rezino. La viskozeco de la substanco dum signife dependas de la komponado de la malpuraĵoj kaj ilia kvantoj kaj la temperaturo. Kun kreskanta temperaturo la kvanto "malnomada vivo" tempo estas reduktita, tiel pliigante la fluida viskozeco malpliiĝas kaj la movebleco de substanco.

La fenomeno de viskozeco, kaj ankaŭ aliajn molekula transporto fenomenoj (disvastigo kaj conductividad termika) estas neinversigebla procezo kiu kondukas al la atingo de ekvilibra stato responda al la maksimuma entropio kaj libera energio minimumo.