Viscozitate cinematică. mecanica fluidelor

viscozitate cinematică este o caracteristică fizică fundamentală a tuturor gazului și medii lichide. Această cifră este esențială în determinarea tragere solidelor și a încărcăturii în mișcare, în care au experienta. După cum știți, în lumea noastră nu există nici o mișcare în aer sau în mediul acvatic. Astfel, pe corp în mișcare afectează întotdeauna vectorul forță care este opusă direcției de deplasare a obiectelor în sine. Prin urmare, mai mare viscozitatea cinematică a mediului, cu atât sarcina experimentată de solid. Care este natura proprietăților lichidelor și gazelor?

vâscozitatea cinematică, definită ca frecarea internă se datorează moleculelor de agent de transfer de impuls perpendicular pe direcția de mișcare a straturilor sale cu viteze diferite. De exemplu, în lichide fiecare dintre unitățile structurale (molecule) este înconjurată din toate părțile de vecinii cei mai apropiați sunt situate la aproximativ la o distanță egală cu diametrul lor. Fiecare moleculă variază în jurul poziției așa-numitul echilibru, dar luând pulsul de la vecinii săi, face un salt ascuțit spre noul centru de oscilație. O a doua unitate structurală, fiecare astfel de substanță are timp să schimbe locul de reședință sale aproximativ o sută de milioane de ori, ceea ce face între salturi de la unul la sute de mii de variante. Desigur, cu atât mai mare este interacțiunea moleculară, cu atât mai puțin mobilitatea fiecărei unități structurale și, în consecință, mai multă substanță viscozitatea cinematică.

Dacă orice forțe externe constante moleculă acționează pe partea straturilor adiacente, apoi direcția particulei suferă deplasare mai mare pentru o anumită unitate de timp decât în direcția opusă. Prin urmare, este transformată într-o mișcare ordonată rătăcitor haotică la o anumită viteză, în funcție de forțele care acționează pe ea. O astfel de viscozitate intrinsecă, de exemplu, uleiurile de motor. Există, de asemenea, important faptul că atașat la particula de sub acțiunea forțelor externe considerare performante de lucru pe aparte în afară de straturi prin care strange molecula. O astfel de expunere în cele din urmă crește rata de mișcare aleatoare termică a particulelor, care nu se modifică în timp. Cu alte cuvinte, pasajul fluid caracterizat uniform in ciuda expunerii constante la forțele externe în direcții diferite , deoarece acestea sunt echilibrate de o rezistență internă straturi de material , care definește exact viscozitatea cinematică.

Pe măsură ce temperatura crește mobilitatea moleculelor începe să crească, ceea ce duce la o anumită scădere a rezistenței straturilor de material, ca orice substanță preincalzit condiții mai favorabile pentru libera circulație a particulelor în direcția forței aplicate. Acest lucru poate fi comparat cu modul în care o persoană este mult mai ușor să se strecoare prin mulțime în mișcare în mod aleatoriu decât fix. O indicație semnificativă a viscozității cinematice, măsurată în pascali sau Stokes secunde au soluții de polimeri. Acest lucru se datorează prezenței în structura lor a lanțurilor moleculare lungi sunt conectate rigid. Dar, odată cu creșterea ratei temperaturii de vâscozitatea scade rapid. În cazul în care presarea filiform de plastic ei molecule strâns legate în mod bizar să ia cu forța o nouă poziție.

Vascozitatea gazului la o temperatură de 20 ° C și presiune atmosferică de 101,3 Pa este de ordinul a 10 ^-5 Pa * s. De exemplu, viscozitatea cinematică a aerului, heliu, oxigen și hidrogen în astfel de condiții vor fi egale , respectiv , 1,82 * 10 ^-5; 1,96 * 10 ^-5; 2.02 * 10 ^-5; 0,88 * 10 ^-5 Pa s. Un heliu lichid posedă în general proprietăți superfluid surprinzătoare. Acest fenomen, descoperit de Academicianul PL Kapitsa constă în faptul că metalele active în astfel de starea de agregare nu are aproape nici o vâscozitate. Pentru el, această cifră este practic zero.