ความหนืดไดนามิกของของเหลว เป็นความหมายทางกายภาพและเชิงกลของอะไร?

ของเหลวที่ถูกกำหนดให้เป็นร่างกาย, ความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างของมันที่มีอิทธิพลขนาดเล็กโดยพลกับมัน มักจะมีสองประเภทหลักของของเหลวและก๊าซหยด ของเหลวหยด - ของเหลวในความรู้สึกปกติ: น้ำ, น้ำมันน้ำมันก๊าดและอื่น ๆ ของเหลวก๊าซ - ก๊าซซึ่งภายใต้สภาวะปกติมีตัวอย่างเช่นสารที่เป็นก๊าซเช่นอากาศไนโตรเจนโพรเพน, ออกซิเจน

สารเหล่านี้แตกต่างกันในโครงสร้างโมเลกุลและประเภทของการปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลกับแต่ละอื่น ๆ แต่จากมุมมองของกลศาสตร์ที่พวกเขาจะสื่ออย่างต่อเนื่อง และเพราะเหตุนี้สำหรับพวกเขาระบุลักษณะกลบางอย่างที่เหมือนกัน: ความหนาแน่นและแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจง และพื้นฐาน คุณสมบัติทางกายภาพ: อัด, ขยายความร้อนแรงดึงความแข็งแรง ของแรงตึงผิว และความหนืด

ภายใต้ความหนืดเข้าใจคุณสมบัติ ของสารของเหลว ต่อต้านการเลื่อนหรือเปลี่ยนชั้นของกันและกัน สาระสำคัญของแนวคิดที่เกิดขึ้นของ กองกำลังแรงเสียดทาน ระหว่างชั้นที่แตกต่างกันภายในของเหลวในระหว่างการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของพวกเขา ความแตกต่างระหว่างแนวคิดของ "ความหนืดแบบไดนามิกของของเหลว" และ "ความหนืดของการเคลื่อนไหวที่" ถัดไปจะมองใกล้สิ่งที่เป็นความแตกต่างระหว่างแนวคิดเหล่านี้

แนวคิดพื้นฐานและมิติ

แรงหนืด F ซึ่งเกิดขึ้นจากการย้ายญาติกันชั้นที่อยู่ติดกันอื่น ๆ ของของเหลวทั่วไปเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของชั้นและพื้นที่ติดต่อของพวกเขาเอสแรงนี้จะทำหน้าที่ในทิศทางที่ตั้งฉากกับการเคลื่อนไหวและแสดงในสมการของนิวตันคือการวิเคราะห์

F = ไมโครวินาที (ΔV) / (Δn)

ที่ (ΔV) / (Δn) = GV - ลาดความเร็วในทิศทางปกติกับกลุ่มเคลื่อนไหว

μสัดส่วนค่าสัมประสิทธิ์ - เป็นความหนืดแบบไดนามิกหรือของเหลวหนืดเพียงทั่วไป จากสมการของนิวตันมันเป็น

μ = F / (S ∙ GV)

ในหน่วยระบบการวัดทางกายภาพของความหนืดกำหนดให้เป็นความหนืดของกลางซึ่งในที่หน่วยความเร็วลาด GV = 1 ซม. / วินาทีต่อตารางเซนติเมตรของชั้นแรงกระทำเสียดทานใน 1 เซนติเมตร ดังนั้นขนาดของหน่วยในระบบนี้จะแสดงใน dynes ∙ s ∙ซม. ^ (- 2) = R ∙ซม. ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1)

มาตรการนี้จะเรียกว่าเป็นความสุขุมความหนืดแบบไดนามิก (P)

1 P = 0.1 ปา∙ c = 0.0102 กิโลกรัม∙∙กับม. ^ (- 2)

สมัครและหน่วยงานที่มีขนาดเล็กคือ: P 1 = 100 เซนติ (CPS) = 1000 MPAs (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz) ในระบบทางเทคนิคสำหรับหน่วยของค่าความหนืดที่เกิด kgf ∙∙กับม. ^ (- 2)

ในระบบหน่วยระหว่างประเทศของความหนืดกำหนดให้เป็นความหนืดของกลางซึ่งในที่หน่วยความเร็วลาด GV = 1 m / s ถึง 1 เมตรต่อตารางเมตรของชั้นการแสดงแรงเสียดทานของเหลวของ 1 N (นิวตัน) ค่ามิติของμใน ศรี จะแสดงในกก. ∙ม ^ (- 1) ^ ∙ด้วย (- 1)

ลักษณะเพิ่มเติมเช่นแนวคิดความหนืดของของเหลวแบบไดนามิกแนะนำเป็นอัตราส่วนของค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดμความหนาแน่นของของเหลว ค่าของความหนืดที่วัดได้ใน Stokes (ชั้นที่ 1 = 1 ซม. ^ (2) / C)

ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดเป็นตัวเลขเท่ากับจำนวนของการเข้าชมดำเนินการในการเคลื่อนย้ายก๊าซต่อหน่วยเวลาในทิศทางที่ตั้งฉากกับการเคลื่อนไหวต่อหน่วยพื้นที่เมื่อความเร็วในการเคลื่อนที่ที่แตกต่างต่อหน่วยของความเร็วเป็นชั้นก๊าซแยกต่อหน่วยความยาว ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืด ขึ้นอยู่กับชนิดและสถานะของวัสดุ (อุณหภูมิและความดัน)

ความหนืดแบบไดนามิกและความหนืดของของเหลวและก๊าซในระดับที่มีขนาดใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ มันก็สังเกตเห็นว่าทั้งการลดลงของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสำหรับการวางของเหลวและตรงกันข้ามเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น - ก๊าซ ซึ่งแตกต่างจากการพึ่งพาอาศัยกันนี้สามารถอธิบายได้ด้วยลักษณะทางกายภาพของการทำงานร่วมกันของโมเลกุลในของเหลวหยดและก๊าซ

ความหมายทางกายภาพ

จากมุมมองของทฤษฎีจลน์โมเลกุลของปรากฏการณ์ก๊าซความหนืดอยู่ในความจริงที่ว่าสื่อการย้ายเนื่องจากการเคลื่อนไหวแบบสุ่มของโมเลกุลที่เกิดขึ้นชั้นการจัดตำแหน่งของความเร็วที่แตกต่างกัน ดังนั้นหากชั้นแรกในทิศทางที่เคลื่อนย้ายได้เร็วกว่าที่อยู่ติดกันดังกล่าวเป็นชั้นสองชั้นแรกของสองย้ายโมเลกุลได้เร็วขึ้นและในทางกลับกัน

ดังนั้นชั้นแรกมีแนวโน้มที่จะเร่งการเคลื่อนไหวของชั้นที่สองและที่สอง - เพื่อชะลอการเคลื่อนไหวของแรก ดังนั้นจำนวนของการเคลื่อนไหวของชั้นแรกจะลดลงและที่สอง - เพื่อเพิ่ม การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปริมาณของการเคลื่อนไหวนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดก๊าซ

หยดแตกต่างจากก๊าซแรงเสียดทานภายในของระดับสูงโดยการกระทำของแรงระหว่างโมเลกุล และเนื่องจากระยะห่างระหว่างโมเลกุลของหยดของเหลวที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อมก๊าซกองกำลังปฏิสัมพันธ์โมเลกุลขณะที่ - อย่างมีนัยสำคัญ โมเลกุลของของเหลวเช่นเดียวกับโมเลกุลของของแข็งตั้งแต่ที่อยู่ใกล้จุดสมดุล อย่างไรก็ตามในของเหลวบทบัญญัติเหล่านี้จะไม่นิ่ง หลังจากช่วงหนึ่งของเวลาที่โมเลกุลของเหลวทันทีในตำแหน่งใหม่ ในขณะเดียวกันในระหว่างที่ตำแหน่งของโมเลกุลในของเหลวไม่เปลี่ยนเวลาเรียกมันว่า "ชีวิตตัดสิน"

แรงระหว่างโมเลกุลขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกับชนิดของของเหลว หากมีความหนืดของสารที่มีขนาดเล็กก็จะเรียกว่า "flowable" ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การไหลและความหนืดของของเหลวแบบไดนามิก - เป็นสัดส่วนผกผัน ตรงกันข้ามวัสดุที่มีความหนืดสูงอาจจะมีความแข็งกลเป็นตัวอย่างเช่นเรซิน ความหนืดของสารในขณะที่มีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสิ่งสกปรกและจำนวนเงินของพวกเขาและอุณหภูมิ ด้วยการเพิ่มอุณหภูมิปริมาณ "ชีวิตอยู่ประจำ" เวลาจะลดลงจึงช่วยเพิ่มความหนืดลดลงของเหลวและการเคลื่อนย้ายของสาร

ปรากฏการณ์ของความหนืดเช่นเดียวกับอีกปรากฏการณ์ขนส่งโมเลกุล (แพร่กระจายและการนำความร้อน) เป็นกระบวนการที่กลับไม่ได้ซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จของรัฐสมดุลสอดคล้องกับเอนโทรปีสูงสุดและต่ำสุดพลังงานฟรี