Mae gludedd deinamig o'r hylif. Beth yw ei ystyr ffisegol a mecanyddol?

Mae'r hylif yn cael ei ddiffinio fel y corff corfforol, y gallu i newid ei siâp yn ddylanwad fympwyol bach arno. Fel arfer mae dau brif fath o hylifau a nwyon drip. hylif Drip - hylif yn yr ystyr arferol: dŵr, olew cerosin, olew ac yn y blaen. hylifau nwyol - nwyon sydd o dan amodau arferol, er enghraifft, sylweddau nwyol fel aer, nitrogen, propan, ocsigen.

Mae'r cyfansoddion yn wahanol o ran strwythur moleciwlaidd a'r math o ryngweithio o foleciwlau â'i gilydd. Fodd bynnag, o'r safbwynt mecaneg, maent yn gyfryngau parhaus. Ac oherwydd hyn, er eu bod yn nodi rhai nodweddion mecanyddol cyffredin: dwysedd a disgyrchiant penodol; a sylfaenol priodweddau ffisegol: compressibility, ehangu thermol, cryfder tynnol, cryfder y tyndra arwyneb a gludedd.

O dan gludedd deall eiddo o sylwedd hylif wrthsefyll llithro neu newid ei haenau i'w gilydd. Hanfod y cysyniad yn y digwyddiad o grymoedd ffrithiant rhwng y gwahanol haenau o fewn yr hylif yn ystod eu cynnig cymharol. Gwahaniaethu rhwng y cysyniad o "viscosity deinamig o'r hylif" a'i "gludedd cinetig". Nesaf, gymryd golwg agosach, beth yw'r gwahaniaeth rhwng y cysyniadau hyn.

cysyniadau sylfaenol a dimensiwn

grym gludiog F, sy'n codi o symud perthynas â'i haenau cyfagos eraill o'r hylif cyffredinol mewn cyfrannedd union â'r cyflymder y haenau a'u hardal cyswllt S. Mae'r heddlu yn gweithredu mewn cyfeiriad berpendicwlar i'r cynnig, ac yn mynegi mewn hafaliad Newton yn ddadansoddol

F = μS (ΔV) / (Δn),

lle (ΔV) / (Δn) = GV - graddiant cyflymder yn y cyfeiriad arferol i'r segmentau symud.

Y cyfernod cymesuredd μ - yw'r gludedd deinamig, neu yn syml viscosity cyffredinol hylif. O hafaliadau Newton mae'n

μ = F / (S ∙ GV).

Yn yr uned system mesur corfforol viscosity ddiffinio fel y gludedd y cyfrwng, lle mae o uned cyflymder graddiant GV = 1 cm / sec fesul centimetr sgwâr o haen rym gweithredoedd ffrithiannol yn 1 Dyne. Yn unol â hynny, y dimensiwn yr uned yn y system hon yn cael ei fynegi mewn dynes ∙ s ∙ cm ^ (- 2) = r ∙ cm ^ (- 1) ∙ s ^ (- 1).

Gelwir y mesur hwn yn osgo gludedd deinamig (P).

1 P = 0.1 Pas ∙ c = 0.0102 kgf ∙ gyda ∙ m ^ (- 2).

Gwneud cais ac unedau llai, sef: P 1 = 100 centipoises (CPS) = 1000 ACMau (millipuaz) = 1000000 INC (mikropuaz). Yn y system technegol ar gyfer yr uned o werth gludedd cymryd kgf ∙ gyda ∙ m ^ (- 2).

Yn yr uned system ryngwladol o viscosity ddiffinio fel y gludedd y cyfrwng, lle mae o uned graddiant cyflymder GV = 1 m / s at 1 m fesul metr sgwâr o'r hylif haen actio ffrithiant rym 1 N (Newton). Mae'r gwerthoedd dimensiwn o μ yn y OS yn cael ei fynegi mewn kg ∙ m ^ (- 1) ^ ∙ gyda (- 1).

nodweddion pellach fel cysyniad a gyflwynwyd deinamig viscosity hylif fel cymhareb y cyfernod gludedd kinematic μ dwysedd hylif. Mae gwerth y gludedd kinematic fesur mewn Stokes (Dosbarth 1af = 1 cm ^ (2) / c).

Y cyfernod gludedd yn rhifyddol hafal i nifer y traffig a gynhaliwyd yn y nwy sy'n symud fesul uned o amser mewn cyfeiriad berpendicwlar i'r symudiad, fesul ardal uned pan fydd y cyflymder symudiad yn wahanol am bob uned o cyflymder i mewn i'r haenau nwy gwahanu fesul hyd uned. cyfernod gludedd yn dibynnu ar y math a chyflwr y deunydd (tymheredd a gwasgedd).

gludedd deinamig a gludedd kinematic o hylifau a nwyon, i raddau helaeth yn dibynnu ar y tymheredd. Gwelwyd bod y gostyngiad cyfernod â chynyddu tymheredd i ollwng hylif ac, i'r gwrthwyneb, yn cynyddu wrth i'r tymheredd godi - ar gyfer nwyon. Yn wahanol i ddibyniaeth gall hyn gael ei egluro gan natur ffisegol y rhyngweithio rhwng moleciwlau yn y hylifau a nwyon defnyn.

Ystyr corfforol

O safbwynt y ddamcaniaeth ginetig foleciwlaidd ffenomen nwyon gludedd yn gorwedd yn y ffaith bod y cyfrwng yn symud oherwydd y cynnig ar hap o foleciwlau digwydd haenau alinio wahanol gyflymder. Felly, os bydd yr haen gyntaf i gyfeiriad symud yn gyflymach na'r gerllaw iddo ail haen, yr haen gyntaf yr ail yn symud moleciwl yn gyflymach, ac i'r gwrthwyneb.

Felly, yr haen gyntaf yn tueddu i gyflymu'r broses o symud yr ail haen, a'r ail - i arafu symudiad y cyntaf. Felly, bydd cyfanswm y symudiad y haen gyntaf yn gostwng, a'r ail - i gynyddu. Mae'r newid gan arwain at nifer hwn o gynnig yn cael ei nodweddu gan cyfernod gludedd i nwyon.

Y defnyn yn wahanol nwyon, mae'r ffrithiant mewnol raddau mwy gan y camau gweithredu grymoedd rhyngfoleciwlaidd. Ac, gan fod y pellter rhwng y moleciwlau y defnyn hylif yn fach o'i gymharu â'r amgylcheddau nwyol, y lluoedd rhyngweithio moleciwlaidd tra - arwyddocaol. Mae moleciwlau o'r hylif, yn ogystal â moleciwlau solidau, yn amrywio ger y pwyntiau cydbwysedd. Fodd bynnag, mewn hylifau, nid yw darpariaethau hyn llonydd. Ar ôl cyfnod penodol o amser y moleciwl hylif yn sydyn i safle newydd. Ar yr un pryd, pan na safle'r moleciwlau yn yr hylif yn newid, yr amser elwir yn "bywyd sefydlog".

grymoedd rhyngfoleciwlaidd dibynnu i raddau helaeth ar y math o hylif. Os bydd y gludedd y sylwedd yn fach, mae'n cael ei alw'n "flowable", gan fod y cyfernod llif a gludedd deinamig yr hylif - cyfrannedd gwrthdro. Ar y llaw arall, efallai y deunydd sydd â viscosity uchel yn cael caledwch mecanyddol, fel, er enghraifft, resin. Mae gludedd y sylwedd tra yn sylweddol yn dibynnu ar gyfansoddiad y amhureddau ac mae eu symiau a'r tymheredd. Gyda'r tymheredd yn cynyddu faint o amser "bywyd eisteddog" yn cael ei leihau, a thrwy hynny gynyddu yn gostwng gludedd hylif a symudedd sylwedd.

Mae'r ffenomen o gludedd, yn ogystal â ffenomenau trafnidiaeth moleciwlaidd eraill (trylediad a dargludedd thermol) yn broses anghildroadwy sy'n arwain at gyflawni wladwriaeth cydbwysedd sy'n cyfateb i'r entropi uchafswm a lleiafswm ynni am ddim.