Kekentalan viskositas saka cairan. Apa makna fisik lan mekanik?

Cairan kasebut ditetepake minangka badan fisik sing bisa ngowahi bentuke kanthi arbitrarily cilik impact ing. Biasane rong jinis utama cairan dibedakake: netes lan gas. Cairan cairan yaiku cairan ing pangertèn biasa: banyu, minyak tanah, minyak bumi, lan liya-liyane. Cairan gas iku gas sing miturut kondisi normal, umpamane, zat gas, kayata hawa, nitrogen, propana, oksigen.

Bahan kasebut beda-beda ing struktur molekul lan sajrone interaksi molekul siji. Nanging, saka sudut pandang mekanika, media kasebut terus-terusan. Lan amarga iki, kanggo sawetara ciri mekanik umum sing ditemtokake: Kapadhetan lan gravitasi spesifik; Lan uga sifat fisik dhasar : kompresibilitas, expansion suhu, kekuatan tarik, kekuatan tension permukaan lan viskositas.

Miturut viskositas, tegese sifat zat cair kanggo nahan slip utawa nyukur lapisan-lapisan kasebut sajrone sesambungan . Konsèp konsèp iki dumadi saka munculé gaya gesekan antarané lapisan-lapisan ing njero cairan ing gerak rélatif. Mbédog antarane konsep "viskositas dinamis saka cairan" lan "viskositas kinetik". Sabanjure, ayo nimbang luwih rinci apa bedane antarane konsep-konsep kasebut.

Konsep dhasar lan dimensi

Kekuwatan internal gesekan F sing njedhul antara lapisan jejer cedhak cedhak karo cairan sing umum yaiku kanthi langsung karo kecepatan lapisan lan area kontak. S: Gaya iki tumindak kanthi arah tegak karo gerak lan analitis ditepikeun kanthi persamaan Newton

F = μS (ΔV) / (Δn),

Ngendi (ΔV) / (Δn) = GV iku kacepetan kecepatan ing arah normal menyang lapisan sing obah.

Koefisien proporsionalitas μ yaiku viskositas dinamis utawa mung viskositas cairan umum. Saka rumus Newton iku padha karo

Μ = F / (S ∙ GV).

Ing sistem pangukuran fisik, unit viskositas ditemtokake minangka viskositas medium ing ngendi gaya gesek 1 dyne tumindak kanggo saben centimeter kothak lapisan ing gradient kecepatan tunggal GV = 1 cm / detik. Sabanjure, dimensi unit ing sistem sing diwenehake ditulis ing dyn ∙ cs cm ^ (-2) = r ∙ cm ^ (-1) ∙ sec ^ (-1).

Unit viskositas dinamis iki disebut poise (P).

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

Unit cilik uga digunakake, yaiku: 1 P = 100 cps (centipoise) = 1000 mP (millipose) = 1000000 mc (microimpase). Ing sistem teknis, kanggo unit viskositas, njupuk nilai kgs ∙ s ∙ m ^ (- 2).

Ing sistem internasional, unit viskositas ditemtokake minangka viskositas medium nalika gaya gesek 1 N (newton) tumindak ing saben meter persegi lapisan cairan ing gradien kecepatan tunggal GV = 1 m / s saben 1 m. Dimensi nilai μ ing sistem SI ditulis ing kg ∙ m ^ (-1) ∙ c ^ (-1).

Saliyane karakteristik kaya viskositas dinamis, kanggo cairan konsep viskositas kinematic dienal minangka rasio koefisien μ kanggo kepadatan cairan. Magnitudo koefisien viskositas kinematic diukur ing Stokes (Ist = 1 cm2 (2) / s).

Koefisien viskositas sacara numerik cocog karo jumlah gerakan sing digawa ing gas sing pindah saben unit wektu kanthi arah tegak karo gerak, saben area unit, nalika kecepatan gerak bedane saben unit kecepatan ing lapisan gas sing diwatesi saben unit unit. Koefisien viskositas gumantung ing alam lan negara inti (suhu lan tekanan).

Viskositas dinamis lan viskositas kinematic saka cairan lan gas gumantung banget ing suhu. Dadi kacathet yen loro koefisien iki mudhun kanthi suhu tambah kanggo ngeculake cairan lan, kanthi saé, nambah kanthi nambah suhu kanggo gas. Bentenipun katergantungan iki bisa diterangake dening sifat fisik saka interaksi molekul ing ngeculake cairan lan gas.

Pangertèn fisik

Saka sudut pandang molekul-molekul-molekul, fenomena viskositas kanggo gas kasusunake ing kasunyatan sing ing medium gerak, amarga gerakan molekul kacepetan, kecepatan saka macem-macem lapisan bakal disamakan. Dadi, yen lapisan pisanan ngalih ing sawetara arah luwih cepet tinimbang lapisan liya jejer, banjur saka lapisan pisanan menyang sikil kaping pindho molekul sing luwih cepet, lan kosok balene.

Mulane, lapisan pisanan cenderung kanggo nggedhekake gerak lapisan liya, lan liya - kanggo alon gerakane pisanan. Mangkono, jumlah total gerakan lapisan pisanan bakal ngurangi, lan sing liyane bakal nambah. Owah-owahan sing diasilake ing jumlah gerak ditondoi dening koefisien viskositas kanggo gas.

Ing cairan nyelehake, ora kaya gas, friksi internal luwih ditemtokake dening aksi gaya intermolecular. Lan, amarga jarak antarane molekul cairan nempel cilik tinimbang media gas, daya interaksi molekul sing signifikan ing wektu sing padha. Molekul-molekul cuwer, uga molekul-molekul padhet, fluktuasi cedhak posisi keseimbangan. Nanging, ing cairan, posisi kasebut ora dadi piranti nulis. Sawise wektu tartamtu, molekul cuwer tiba-tiba owah menyang posisi anyar. Wektu ing ngendi posisi molekul ing cairan ora diganti diarani wektu "urip sing ditetepake".

Pasukan interaksi intermolekuler gumantung ing jinis cairan. Yen viskositas saka inti cilik, diarani "mili", amarga koefisien ngasilake lan viskositas dinamis saka cairan proporsional. Kosok baline, zat sing koefisien viskositas dhuwur bisa duwe kekerasan mekanik, kayata resin. Viskositas saka substansine gumantung ing komposisi saka impurities lan kuantitas, lan ing suhu. Kanthi suhu tambah, nilai wektu "urip sing ditetepake" mudhun, minangka asil saka mobilitas fluida mundhak lan viskositas zat kasebut mudhun.

Fenomena viskositas, kaya fenomena liyane transportasi molekul (difusi lan konduktivitas termal), minangka proses ora kuwatir sing ngarahake prestasi negara keseimbangane kanthi maksimal entropi lan energi free minimal.