Dynaaminen viskositeetti nesteen. Mikä on sen fyysinen ja mekaaninen merkitys?

Neste on määritelty fyysisen kehon, kyky muuttaa muotonsa mielivaltaisesti pieni vaikutus sen. Yleensä on kahta päätyyppiä nesteiden ja kaasujen tippua. Tippua nestettä - neste tavanomaisessa merkityksessä: vesi, kerosiini, öljy ja niin edelleen. Kaasumaisten väliaineiden - kaasuja, jotka normaaliolosuhteissa ovat esimerkiksi, kaasumaiset aineet kuten ilmaa, typpeä, propaania, happi.

Nämä yhdisteet eroavat molekyylirakenne ja tyypin molekyylien vuorovaikutukseen toistensa kanssa. Kuitenkin siitä näkökulmasta mekaniikka, ne ovat jatkuvia mediaa. Ja tämän vuoksi sillä he tunnistivat joitakin yhteisiä mekaaniset ominaisuudet: tiheys ja ominaispaino; ja perus fysikaaliset ominaisuudet: puristuvuus, lämpölaajeneminen, vetolujuus, lujuus pintajännityksen ja viskositeetin.

Alle viskositeetti ymmärtää ominaisuus nestemäisen aineen liukumisen tai siirtää sen kerrokset toisiinsa. Ydin käsite on esiintyminen kitkavoimien eri kerrosten nestettä aikana niiden suhteellisen liikkeen. Erottaa käsite "dynaaminen viskositeetti neste" ja sen "kineettinen viskositeetti". Seuraavaksi ottaa tarkemmin, mikä on ero näiden käsitteiden.

Peruskäsitteet ja ulottuvuus

Viskoosi voima F, joka syntyy liiku suhteessa toisiinsa vierekkäisten kerrosten yleisen neste on suoraan verrannollinen nopeuteen kerrosten ja niiden kosketuspinta S. Tämä voima toimii suunnassa, joka on kohtisuorassa liikkeessä, ja ilmaistaan Newton yhtälö on analyyttisesti

F = uS (AV) / (An),

jossa (AV) / (An) = GV - nopeuden gradientin normaalin suunnassa liikkuvan segmentteihin.

Suhteellisuusvakion μ - on dynaaminen viskositeetti, tai yksinkertaisesti viskositeetti yleistynyt nestettä. Newtonin yhtälöistä on

μ = F / (S ∙ GV).

Fyysisessä mittausjärjestelmän yksikkö viskositeetti määritellään väliaineen viskositeetti, jossa yksikössä nopeusgradientti GV = 1 cm / s neliösenttimetriä kohti kerroksen kitka- voima toimii 1 dyne. Näin ollen ulottuvuus yksikön tässä järjestelmässä on ilmaistu dyn ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Tämä toimenpide kutsutaan dynaaminen viskositeetti poisia (P).

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

Sovelletaan ja pienempiin yksiköihin, nimittäin: P 1 = 100 senttipoisia (cps) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). In teknisen järjestelmän yksikön viskositeetin arvo ottaen kgf ∙ kanssa ∙ m ^ (- 2).

Kansainvälisen järjestelmän yksikkö viskositeetti määritellään väliaineen viskositeetti, jossa yksikössä nopeusgradientti GV = 1 m / s 1 m neliömetriä kohti nesteen toimiva kerros kitkavoima 1 N (Newton). Ulottuvuus arvot μ on SI on ilmaistu kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ kanssa (- 1).

Lisäksi ominaisuudet, kuten dynaaminen viskositeetti nesteen käyttöön käsite suhteena kinemaattinen viskositeetti kerroin u nesteen tiheys. Arvo kinemaattinen viskositeetti mitataan Stokes (1. luokan = 1 cm ^ (2) / c).

Viskositeetti kerroin on numeerisesti yhtä suuri määrä liikennettä kuljetetaan liikkuvaa kaasua aikayksikköä kohden kohtisuorassa liikkeen, pinta-alayksikköä kohti, kun liikkeen nopeus poikkeaa kohden nopeuden kaasuun kerrokset erotettiin pituusyksikköä kohti. Viskositeetti-kerroin riippuu lajista ja tilan materiaalin (lämpötila ja paine).

Dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti on nesteitä ja kaasuja, suuressa määrin riippuu lämpötilasta. Havaittiin, että sekä kertoimen lasku lämpötilan noustessa pudottamalla nesteen ja, päinvastoin, kasvaa lämpötilan noustessa - kaasuille. Toisin kuin tämä riippuvuus voidaan selittää fyysinen luonne molekyylien vuorovaikutukseen, pisaran nesteitä ja kaasuja.

Fyysinen merkitys

Näkökulmasta molekyyli kineettinen teoria kaasujen viskositeetti ilmiö on se, että liikkuvan väliaineen johdosta satunnaisen liikkeen molekyylien tapahtuu mukauttaminen kerroksista eri nopeuksilla. Näin ollen, jos ensimmäinen kerros suuntaan liikkuu nopeammin kuin sen vieressä toinen kerros, ensimmäinen kerros toisen liikkuu nopeammin molekyyli, ja päinvastoin.

Näin ollen, ensimmäisen kerroksen pyrkii kiihdyttämään liikkeen toisen kerroksen, ja toinen - hidastaa liikettä ensin. Näin ollen, koko liikkeen määrä ensimmäisen kerroksen vähenee, ja toinen - lisätä. Tuloksena muutos tässä liikkeen määrä on tunnusomaista viskositeetti-kerroin kaasuja.

Pisaran toisin kaasut, sisäisen kitkan enemmän vaikutuksesta molekyylien välisillä voimilla. Ja, koska etäisyys molekyylien nestepisaran on pieni verrattuna kaasumaisen ympäristöissä, molekyylien vuorovaikutus voimia, kun taas - merkittävä. Molekyylit nesteen, sekä molekyylejä, kiinteiden aineiden, jotka vaihtelevat lähellä tasapainoa pistettä. Kuitenkin, nesteet, nämä määräykset eivät ole paikallaan. Kun tietty aika nesteen molekyyli äkillisesti uuteen asentoon. Samalla, jonka aikana asema molekyylien neste ei muutu, kun kutsui sitä "vakiintuneen elämää".

Välisillä voimilla riippuvat merkittävästi tyypistä nestettä. Jos viskositeetti aine on pieni, se on nimeltään "juokseva", kuten virtaus kerroin ja dynaaminen viskositeetti nesteen - on kääntäen verrannollinen. Kääntäen, materiaalista, jolla on korkea viskositeetti voi olla mekaaninen kovuus, kuten esimerkiksi hartsi. Viskositeetti aineen samalla merkittävästi riippuu koostumuksen epäpuhtauksia ja niiden määrät ja lämpötila. Lämpötilan kasvaessa määrän "istumista elämä" aika vähenee, mikä lisää nesteen viskositeetti vähenee ja liikkuvuus aineen.

Ilmiö viskositeetti, samoin kuin muut molekyyli- liikenteen ilmiöt (diffuusio ja lämmönjohtavuus) on peruuttamaton prosessi, joka johtaa saavuttamista tasapainotilaan, joka vastaa suurinta entropian ja energia minimiin.