A hőmérséklet hatása a viszkozitás
Viszkozitást növelő szerek nagymértékben függ a hőmérséklettől. Ahogy a hőmérséklet növeli a viszkozitást a gázok, folyadékok és a viszkozitás csökken. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a kinetikus energia az egyes molekulák a folyadék gyorsabban emelkedik, mint a potenciális energia kölcsönhatás közöttük. Ezért az összes zsírt mindig megpróbálja kihűlni, különben nem fenyeget egy egyszerű elszivárog a csomópontokat.
Az erő a viszkózus súrlódás
A jelenség a belső súrlódás a makroszkopikus szempontból társul előfordulása közötti súrlódási erők a rétegek a gáz vagy folyadék, párhuzamosan mozog egymással nagyságú, különböző sebességgel. A mozgó ágy gyorsuló erő hat. Ezzel szemben, a lassan mozgó réteg gátolja a gyorsan mozgó réteg gáz (folyadék). súrlódási erők felmerülő ugyanabban az, irányul érintőlegesen az érintkezési felület a rétegek.
Az ok jelenlétét viszkozitás sebesség gradienta1 # 916; U / # 916; n rétegek között a mozgó folyadék (gáz); ahol a rétegek közötti hajtjuk momentum transzfer.
Tekintsük a jól ismert Newton tapasztalat. Tegyük fel, hogy két párhuzamos lemez (ábra. 1), amelyek között egy gáz (folyadék).
A lemezek közötti távolság h. Alsó lemez továbbra is tart, a felső erő mozgatni ugyanabban az irányban a síkban állandó sebességgel u0.
A gáz réteg közvetlenül szomszédosak a felső lemez lesz ugyanaz a sebessége u0, és hogy a lemez, a réteg a gáz szomszédos fenéklap nyugalomban van. A tapasztalat azt mutatja, hogy bármilyen közbenső réteg mozog sebességgel u, arányos a távolság x a rögzített lemez, m. F.
Az A konstans értéke meghatározható a feltétellel, hogy ha X = H u = U0. t. e. U0 = ah. Ahol a = U0 / h. Ezután, a kifejezés (1) formájában:
Így a felső lemez egy F1 erő. fekvő annak síkjában és amelynek ugyanaz az iránya, mint az irányt a lemez mozgás. Mivel a lemez mozog állandó sebességgel u0, majd a lemezt kell eljárnia az azonos nagyságú, de ellentétes irányú erőt F gáz oldalon, amit úgy hívunk az erő viszkózus súrlódás.
Az eddigi tapasztalatok szerint az következik, hogy az abszolút értéke F1 erő arányos a sebesség u0. amellyel mi mozog a lemez, és a lemezt terület, azaz a. e.
ahol # 951; - az arányossági tényező, az úgynevezett együttható viszkózus súrlódás. Figyelembe véve, hogy az erő a viszkózus súrlódás F = - F1. (3) egyenlet átírható, mint:
Mivel az következik (2), hogy a. Az utolsó kifejezés felírható a következőképpen:
Ez a törvény a belső viszkózus súrlódás Newton, aki meg kísérletileg. Törvény kimondja: stacioner (lamináris áramlás) mozgó rétegek folyékony vagy gáz különböző sebességgel fordulnak elő a tangenciális erők arányos a sebesség gradienst rétegek és a terület a kapcsolatot.
A fizikai értelmében a viszkozitás h az, hogy számszerűen egyenlő a ható erő egy egységnyi területe a felület párhuzamos az áramlási sebességgel a gáz vagy folyadék sebességgel gradiens.
Szerint a Newton második törvénye, F = dp / dt. ahol p - impulzus egység tömege a gáz réteg. Ezért, (5) lehet ábrázolni, mint egy végtelenül kicsi:
Tegyük fel, hogy a változás mértéke a gáz vagy folyadék áramlás alakul A tengely irányában X magát az áramlási sebesség merőleges a tengelyre (ábra. 2).
Ezután Newton (6) kimondja: impulzus hajtjuk keresztül egy időben dt dS pad merőleges X tengely arányos az idő dt, a DS-értéket pad és a sebesség gradienst.
Belső súrlódás folyadékok, mint gázok, akkor történik, amikor a folyadék áramlik miatt momentum transzfer merőleges irányban a mozgás irányát. Az általános gyakorlat a belső súrlódás - Newton:
ahol: S - közötti érintkezési területen a mozgó folyadék réteg, 2 m;
„-” jel azt jelzi, hogy az F erő ellen irányul sebesség u.
Viszkozitás jellemzők: dinamikus viszkozitása # 951; és a kinematikus viszkozitást # 957; .
H dinamikus viszkozitás. vagy belső folyadék súrlódási tényező (Pa • s)) megegyezik a ható erő egy egységnyi területen a réteg olyan sebességgel gradiens egyenlő egység, azaz amikor a réteg sebesség egységnyi hossza távközzel ettől eltérő, az utolsó sebesség egységnyi sebességgel. Ez számszerűsíti az ellenállást a folyadék (gáz) elmozdulása a rétegei. A kölcsönös, # 966; = 1 / # 951; Ez az úgynevezett folyási.
Az átmenet a folyékony halmazállapot egy pohár rendszerint társul viszkozitása körülbelül 10 október 11-12 Pas.
A mérnöki, különösen akkor, ha kiszámítjuk a hidraulikus hajtások és tribotehnike2 gyakran kell foglalkozni, melynek értéke:
Ez az érték az úgynevezett kinematikai viszkozitás.
Itt - a sűrűsége a folyékony; - a dinamikus viszkozitás.
A minőségi különbség viszkózus súrlódási erők a száraz súrlódás, hogy a test csak a jelenlétében viszkózus súrlódás és tetszőlegesen kis külső erő szükségszerűen fog mozogni (t. E. viszkózus súrlódás, nincs statikus súrlódás). Éppen ellenkezőleg, a hatása alatt csak viszkózus súrlódás test kezd mozogni, nem teljesen leállt, bár a mozgás, és végtelenül lassú.
A gázok kinetikus elméletét, a belső súrlódási együttható kiszámítása az alábbi képlet szerint
ahol - az átlagos sebesség a termikus mozgás a molekulák,
Növekvő hőmérséklettel, a viszkozitása legtöbb gázra növekszik, ennek oka, hogy növekedése az átlagos sebessége a gázmolekulák. növekszik a hőmérséklet.
Olvadt fémek viszkozitása # 951; Az ugyanabban a sorrendben, mint a közönséges folyadék. Fajlagos viszkozitással tulajdonságú folyékony hélium. A hőmérséklet 2172 K megy végbe, egy szuperfolyadék állapotban, ahol a viszkozitás # 951; = 0 (lásd. Hélium. Szuperfolyékonyság).