A viscosidade dinâmica do fluido. Qual é o seu significado físico e mecânico?

O líquido é definido como o corpo física, a capacidade de alterar a sua forma a uma arbitrariamente pequena influência sobre ele. Normalmente existem dois tipos principais de líquidos e gases gotejamento. Gotejamento fluido – um fluido no sentido usual: água, óleo querosene, óleo e assim por diante. fluidos gasosos – gases que sob condições normais são, por exemplo, substâncias gasosos, tais como ar, azoto, propano, oxigénio.

Estes compostos diferem na sua estrutura molecular e tipo da interacção de moléculas com o outro. No entanto, do ponto de vista da mecânica, são mídia contínua. E por causa disso, pois identificou algumas características mecânicas comuns: densidade e gravidade específica; e básicos propriedades físicas: compressibilidade, expansão térmica, resistência à tracção, resistência de tensão superficial e viscosidade.

Sob viscosidade compreender uma propriedade de uma substância líquida resistir ao deslizamento ou mudar suas camadas uma à outra. A essência do conceito é a ocorrência de forças de atrito entre as diferentes camadas dentro do fluido durante o seu movimento relativo. Distinguir entre o conceito de "viscosidade dinâmica do fluido" e a sua "viscosidade cinética". Em seguida, tomar um olhar mais atento, qual é a diferença entre estes conceitos.

Conceitos básicos e dimensão

força viscosa F, que resulta de se mover umas em relação às outras camadas adjacentes do fluido generalizada é directamente proporcional à velocidade das camadas e a sua área de contacto S. A força actua numa direcção perpendicular ao movimento, e expresso na equação Newton é analiticamente

F = pS (AV) / (? N),

onde (? V) / (? n) = GV – o gradiente de velocidade no sentido normal, com os segmentos móveis.

O coeficiente de proporcionalidade μ – é a viscosidade dinâmica, ou viscosidade generalizada fluido simplesmente. A partir das equações de Newton é

μ = F / (S ∙ GV).

Na unidade de sistema de medição física de viscosidade definida como a viscosidade do meio, em que pelo gradiente de velocidade unidade GV = 1 cm / seg por centímetro quadrado de camada age força de atrito em 1 dine. Por conseguinte, a dimensão da unidade neste sistema é expressa em dines ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Esta medida é denominado um poise viscosidade dinâmica (P).

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

Aplicar e unidades mais pequenas, ou seja: P 1 = 100 centipoises (cps) = 1000 mPas (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). No sistema técnico para a unidade do valor de viscosidade tendo kgf ∙ com ∙ m ^ (- 2).

Na unidade de sistema internacional de viscosidade definida como a viscosidade do meio, em que a unidade de gradiente de velocidade GV = 1 m / s a 1 m por metro quadrado da força de atrito actuando camada de líquido de 1 N (Newton). Os valores da dimensão dos μ em SI é expressa em kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ com (- 1).

Outras características, tais como o conceito líquido viscosidade dinâmica introduzido como a razão entre o coeficiente de viscosidade cinemática u para a densidade do fluido. O valor da viscosidade cinemática medida em Stokes (1 Classe = 1 cm ^ (2) / c).

O coeficiente de viscosidade é numericamente igual ao número de tráfego transportado no gás em movimento por unidade de tempo, numa direcção perpendicular ao movimento, por unidade de área, quando a velocidade de movimento difere por unidade de velocidade para as camadas separadas de gás por unidade de comprimento. coeficiente de viscosidade depende do tipo e do estado do material (temperatura e pressão).

viscosidade dinâmica e a viscosidade cinemática de líquidos e gases, em grande medida, dependerá da temperatura. Verificou-se que tanto o coeficiente de redução com o aumento da temperatura para deixar cair líquido e, inversamente, aumenta à medida que a temperatura sobe – para os gases. Ao contrário esta dependência pode ser explicado pela natureza física da interacção de moléculas nos líquidos de gotas e gases.

O significado físico

Do ponto de vista da teoria cinética molecular do fenómeno gases viscosidade reside no facto do meio em movimento devido ao movimento aleatório das moléculas ocorre camadas de alinhamento de diferentes velocidades. Assim, se a primeira camada, numa direcção em movimento mais rápido do que a adjacente ao mesmo de uma segunda camada, a primeira camada da segunda molécula se deslocam mais rapidamente, e vice-versa.

Portanto, a primeira camada tende a acelerar o movimento da segunda camada, e a segunda – a retardar o movimento da primeira. Assim, a quantidade total de movimento da primeira camada irá diminuir, e a segunda – a aumentar. A alteração resultante neste quantidade de movimento é caracterizado por um coeficiente de viscosidade a gases.

A gotícula ao contrário de gases, a fricção interna de um maior grau pela acção das forças intermoleculares. E, uma vez que a distância entre as moléculas da gota de líquido é pequena em comparação com os ambientes gasosos, as forças de interacção molecular tempo – significativas. As moléculas do líquido, bem como moléculas de sólidos, variando perto dos pontos de equilíbrio. No entanto, em líquidos, estas disposições não são estacionários. Depois de um certo período de tempo, a molécula de líquido abruptamente para uma nova posição. Ao mesmo tempo, durante o qual a posição das moléculas no líquido não muda, o tempo chamou de "vida sedentária".

forças intermoleculares dependem significativamente do tipo de líquido. Se a viscosidade da substância é pequena, é chamado "fluida", como o coeficiente de caudal e a viscosidade dinâmica do fluido – é inversamente proporcional. Por outro lado, um material com uma alta viscosidade pode ter uma dureza mecânica, como, por exemplo, resina. A viscosidade da substância depende enquanto significativamente sobre a composição das impurezas e as suas quantidades e a temperatura. Com o aumento da temperatura, a quantidade de tempo "vida sedentário" é reduzido, aumentando assim a viscosidade diminua dos fluidos e a mobilidade de uma substância.

O fenómeno de viscosidade, bem como outros fenómenos de transporte (difusão molecular e condutividade térmica) é um processo irreversível que conduz à obtenção de um estado de equilíbrio que corresponde à entropia máximo e mínimo de energia livre.