اللزوجة الديناميكية للسوائل. ما هو معنى الفيزيائية والميكانيكية لها؟

ويعرف السائل مثل الجسد المادي، والقدرة على تغيير شكله في تأثير صغير تعسفا على ذلك. عادة ما يكون هناك نوعان رئيسيان من السوائل والغازات بالتنقيط. السائل بالتنقيط - السائل بالمعنى المعتاد: المياه والنفط والكيروسين، والنفط وهلم جرا. السوائل الغازية - الغازات التي تحت الظروف العادية هي، على سبيل المثال، المواد الغازية مثل الهواء والنيتروجين وغاز البروبان والأكسجين.

هذه المركبات تختلف في التركيب الجزيئي ونوع من التفاعل بين الجزيئات مع بعضها البعض. ومع ذلك، من وجهة نظر الميكانيكا، فهي وسائل الإعلام المستمر. وبسبب هذا، لأنهم حددوا بعض الخصائص الميكانيكية المشتركة: الكثافة والثقل النوعي. والأساسية الخصائص الفيزيائية: الانضغاطية، التمدد الحراري، والشد، قوة الشد السطحي واللزوجة.

تحت اللزوجة فهم خاصية من مادة سائلة تقاوم الانزلاق أو تحول طبقات بعضها البعض. جوهر هذا المفهوم هو حدوث قوى الاحتكاك بين الطبقات المختلفة داخل السوائل أثناء الحركة النسبية. التمييز بين مفهوم "اللزوجة الديناميكية من السائل" و "اللزوجة الحركية". بعد ذلك، نلقي نظرة فاحصة، ما هو الفرق بين هذه المفاهيم.

المفاهيم الأساسية والبعد

قوة لزجة F، التي تنشأ من التحرك بالنسبة لبعضها طبقات أخرى مجاورة من السائل المعمم يتناسب طرديا مع سرعة الطبقات ومنطقة الاتصال بهم S. هذه القوة الأفعال في اتجاه عمودي على الحركة، وأعرب في نيوتن المعادلة تحليليا

F = ميكرو ثانية (ΔV) / (Δn)،

حيث (ΔV) / (Δn) = GV - التدرج السرعة في الاتجاه الطبيعي للقطاعات الحركة.

معامل التناسب μ - هو اللزوجة الديناميكية، أو ببساطة لزوجة السائل المعمم. من معادلات نيوتن هو

μ = F / (S ∙ GV).

في وحدة نظام القياس المادية من اللزوجة يعرف بأنه اللزوجة في المتوسط، والتي في وحدة سرعة الانحدار GV = 1 سم / ثانية لكل سنتيمتر مربع من طبقة الأفعال قوة الاحتكاك في 1 داين. وفقا لذلك، وأعرب عن البعد وحدة في هذا النظام في داين ∙ ∙ ق سم ^ (- 2) = ص ∙ سم ^ (- 1) ∙ الصورة ^ (- 1).

ويسمى هذا الإجراء على اتزان اللزوجة الحيوي (P).

1 P = 0.1 با ∙ ج = 0.0102 كجم ق ∙ ∙ مع م ^ (- 2).

تطبيق وحدات أصغر، وهما: P 1 = 100 centipoises (القانون الجنائي) = 1000 المناطق البحرية المحمية (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). في نظام تقني للوحدة من قيمة اللزوجة أخذ كجم ق ∙ ∙ مع م ^ (- 2).

في وحدة النظام الدولي من اللزوجة يعرف بأنه اللزوجة في المتوسط، والتي في وحدة سرعة الانحدار GV = 1 م / ث إلى 1 متر لكل متر مربع من قوة الاحتكاك طبقة التمثيل السائلة من 1 N (نيوتن). قيم البعد μ في لSI وأعرب عن بالكيلو جرام ∙ م ^ (- 1) ^ ∙ مع (- 1).

المزيد من الخصائص مثل مفهوم ديناميكي لزوجة السائل تقديمه على أنه نسبة معامل اللزوجة الحركية ميكرون لكثافة السوائل. قيمة اللزوجة الحركية تقاس ستوكس (1st صنف = 1 سم ^ (2) / ج).

معامل اللزوجة تساوي عدديا لعدد من المرورية نفذت في الغاز تتحرك في وحدة الزمن في اتجاه عمودي على الحركة، في وحدة المساحة عندما تختلف سرعة الحركة لكل وحدة من سرعة في طبقات الغاز فصل لكل وحدة طول. معامل اللزوجة يعتمد على نوع وحالة المادة (درجة الحرارة والضغط).

اللزوجة الديناميكية واللزوجة الحركية من السوائل والغازات، إلى حد كبير تعتمد على درجة الحرارة. وقد لوحظ أن كلا من انخفاض معامل مع ارتفاع درجة الحرارة لاسقاط السائل، وعلى العكس، كما يزيد من درجة الحرارة ترتفع - للغازات. وخلافا لهذا الاعتماد يمكن تفسير الطبيعة الفيزيائية للتفاعل بين الجزيئات في السوائل والغازات قطرة.

المعنى المادي

من وجهة نظر النظرية الحركية الجزيئية للغازات ظاهرة اللزوجة يكمن في حقيقة أن المتوسط المتحرك بسبب الحركة العشوائية لجزيئات يحدث طبقات محاذاة سرعات مختلفة. وهكذا، إذا كانت الطبقة الأولى في اتجاه تتحرك أسرع من المتاخمة لها طبقة الثانية، الطبقة الأولى من الثانية تتحرك جزيئات أسرع، والعكس بالعكس.

ولذلك، فإن الطبقة الأولى تميل إلى تسريع حركة الطبقة الثانية، والثانية - لإبطاء حركة أولا. وهكذا، فإن المبلغ الإجمالي من حركة الطبقة الأولى نقصان، والثانية - في الزيادة. يتميز التغير الناتج في هذه الكمية من الحركة من قبل معامل اللزوجة للغازات.

الحبرية بخلاف الغازات، والاحتكاك الداخلي لحد كبير بفعل القوى بين الجزيئات. ومنذ المسافة بين جزيئات من قطرات سائلة صغيرة بالمقارنة مع البيئات الغازية والقوات التفاعل الجزيئية الوقت - كبيرة. جزيئات السائل، وكذلك جزيئات المواد الصلبة، بدءا بالقرب من نقطة التوازن. ومع ذلك، في السوائل، فإن هذه الأحكام ليست ثابتة. بعد فترة معينة من الزمن جزيء السائل فجأة في موقف جديد. في نفس الوقت، حيث لا يغير الموقف من الجزيئات في السائل، والوقت يطلق عليه "الحياة المستقرة".

تعتمد القوات الجزيئات بشكل كبير على نوع من السوائل. إذا كانت اللزوجة من مادة صغيرة، يطلق عليه اسم "السيال"، ومعامل التدفق واللزوجة الديناميكية للسوائل - تتناسب عكسيا. وعلى العكس، وهي مادة ذات اللزوجة العالية قد يكون لها صلابة الميكانيكية، كما، على سبيل المثال، الراتنج. اللزوجة من مادة يعتمد بشكل كبير بينما على تكوين الشوائب وقيمها ودرجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة وتقليل الوقت لكمية "الحياة المستقرة"، مما يزيد من انخفاض اللزوجة السوائل وتنقل مادة.

ظاهرة اللزوجة، فضلا عن غيرها من الظواهر النقل الجزيئية (نشر والتوصيل الحراري) هي عملية لا رجعة فيها الأمر الذي يؤدي إلى تحقيق دولة توازن المقابلة إلى أقصى الكون والحد الأدنى الطاقة الحرة.