Kinematiese viskositeit. Meganika van vloeistowwe en gasse

Kinematiese viskositeit. Meganika van vloeistowwe en gasse
Kinematiese viskositeit. Meganika van vloeistowwe en gasse
Anonim

Kinematiese viskositeit is 'n fundamentele fisiese eienskap van alle gas- en vloeibare media. Hierdie aanwyser is van sleutelbelang in die bepaling van die weerstand van bewegende vaste liggame en die las wat hulle ervaar. Soos u weet, vind in ons wêreld enige beweging in die lug- of wateromgewing plaas. In hierdie geval word bewegende liggame altyd beïnvloed deur kragte waarvan die vektor teenoor die bewegingsrigting van die voorwerpe self is. Gevolglik, hoe groter die kinematiese viskositeit van die medium, hoe sterker is die las wat die vaste stof ervaar. Wat is die aard van hierdie eienskap van vloeistowwe en gasse?

Kinematiese viskositeit
Kinematiese viskositeit

Kinematiese viskositeit, gedefinieer as interne wrywing, is as gevolg van die momentumoordrag van stofmolekules loodreg op die bewegingsrigting van sy lae met verskillende snelhede. Byvoorbeeld, in vloeistowwe word elkeen van die strukturele eenhede (molekule) aan alle kante omring deur sy naaste bure, ongeveer op 'n afstand gelyk aan hul deursnee geleë. Elke molekule ossilleer om 'n sogenaamde ewewigsposisie, maar neem momentum van sy bure af, maak 'n skerp sprong na 'n nuwe ossillasiesentrum. In 'n sekonde het elke so 'n strukturele eenheid van materie tyd om sy woonplek omtrent 'n honderd miljoen keer te verander, en maak tussen spronge van een tot honderdduisende ossillasies. Natuurlik, hoe sterker so 'n molekulêre interaksie, hoe laer sal die mobiliteit van elke strukturele eenheid wees en, dienooreenkomstig, hoe groter is die kinematiese viskositeit van die stof.

Kinematiese viskositeit van lug
Kinematiese viskositeit van lug

As enige molekule deur konstante eksterne kragte van naburige lae ingewerk word, dan maak die deeltjie in hierdie rigting meer verplasings per tydseenheid as in die teenoorgestelde rigting. Daarom word die chaotiese dwaal daarvan omskep in 'n geordende beweging met 'n sekere spoed, afhangende van die kragte wat daarop inwerk. Hierdie viskositeit is tipies, byvoorbeeld, van motorolies. Hier is die feit dat die eksterne kragte wat op die betrokke deeltjie toegepas word, werk verrig om die lae waardeur die gegewe molekule druk uitmekaar te druk, ook belangrik. So 'n impak verhoog uiteindelik die spoed van die termiese lukrake beweging van deeltjies, wat nie met tyd verander nie. Met ander woorde, vloeistowwe word gekenmerk deur 'n eenvormige vloei, ten spyte van die konstante invloed van multi-rigting eksterne kragte, aangesien hulle gebalanseer word deur die interne weerstand van die lae materie, wat net die koëffisiënt van kinematiese viskositeit bepaal.

Kinematiese viskositeitskoëffisiënt
Kinematiese viskositeitskoëffisiënt

Met toenemende temperatuur begin die mobiliteit van molekules toeneem, wat lei tot 'n mate van afname in die weerstand van die materielae, aangesien in enige verhitte stof gunstiger toestande geskep word vir die vrye beweging van deeltjies in die rigting van die toegepaste krag. Dit kan vergelyk word met hoe dit vir 'n persoon baie makliker is om deur 'n lukraak bewegende skare te druk as deur 'n stilstaande een. Polimeeroplossings het 'n beduidende aanduiding van kinematiese viskositeit, gemeet in Stokes of Pascal sekondes. Dit is as gevolg van die teenwoordigheid in hul struktuur van lang streng gebonde molekulêre kettings. Maar soos die temperatuur styg, neem hul viskositeit vinnig af. Wanneer plastiekprodukte gedruk word, word sy filamentagtige, ingewikkeld verweefde molekules in 'n nuwe posisie gedwing.

Die viskositeit van gasse by 'n temperatuur van 20°C en atmosferiese druk van 101.3 Pa is in die orde van 10-5Pas. Byvoorbeeld, die kinematiese viskositeit van lug, helium, suurstof en waterstof onder sulke toestande sal onderskeidelik gelyk wees aan 1.8210-5; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. En vloeibare helium het oor die algemeen die wonderlike eienskap van supervloeibaarheid. Hierdie verskynsel, ontdek deur akademikus P. L. Kapitsa, lê in die feit dat hierdie metaal in so 'n toestand van aggregasie byna geen viskositeit het nie. Vir hom is hierdie syfer amper nul.

Aanbeveel: