Viskozitet kinematik. Mekanika e lëngjeve dhe gazeve

Viskozitet kinematik. Mekanika e lëngjeve dhe gazeve
Viskozitet kinematik. Mekanika e lëngjeve dhe gazeve
Anonim

Viskoziteti kinematik është një karakteristikë fizike themelore e të gjitha mediave gazore dhe të lëngshme. Ky tregues është i një rëndësie kyçe në përcaktimin e tërheqjes së trupave të ngurtë në lëvizje dhe ngarkesës që ata përjetojnë. Siç e dini, në botën tonë, çdo lëvizje ndodh në mjedisin e ajrit ose ujit. Në këtë rast, trupat në lëvizje ndikohen gjithmonë nga forca vektori i të cilave është i kundërt me drejtimin e lëvizjes së vetë objekteve. Prandaj, sa më i madh të jetë viskoziteti kinematik i mediumit, aq më e fortë është ngarkesa e përjetuar nga trupi i ngurtë. Cila është natyra e kësaj vetie të lëngjeve dhe gazeve?

Viskoziteti kinematik
Viskoziteti kinematik

Viskoziteti kinematik, i përcaktuar si fërkim i brendshëm, është për shkak të transferimit të momentit të molekulave të substancës pingul me drejtimin e lëvizjes së shtresave të saj me shpejtësi të ndryshme. Për shembull, në lëngje, secila prej njësive strukturore (molekula) është e rrethuar nga të gjitha anët nga fqinjët e saj më të afërt, të vendosur afërsisht në një distancë të barabartë me diametrin e tyre. Çdo molekulë lëkundet rreth një pozicioni të ashtuquajtur ekuilibri, por, duke marrë vrull nga fqinjët e saj, ajo bën një kërcim të mprehtë drejt një qendre të re lëkundjeje. Në një sekondë, çdo njësi e tillë strukturore e materies ka kohë të ndryshojë vendbanimin e saj rreth njëqind milionë herë, duke bërë kërcime nga një në qindra mijëra lëkundje. Natyrisht, sa më i fortë ky ndërveprim molekular, aq më i ulët do të jetë lëvizshmëria e secilës njësi strukturore dhe, në përputhje me rrethanat, aq më i madh do të jetë viskoziteti kinematik i substancës.

Viskoziteti kinematik i ajrit
Viskoziteti kinematik i ajrit

Nëse mbi ndonjë molekulë veprohet nga forca të jashtme konstante nga shtresat fqinje, atëherë në këtë drejtim grimca bën më shumë zhvendosje për njësi të kohës sesa në drejtim të kundërt. Prandaj, bredhja e saj kaotike shndërrohet në një lëvizje të urdhëruar me një shpejtësi të caktuar, në varësi të forcave që veprojnë mbi të. Ky viskozitet është tipik, për shembull, për vajrat motorikë. Këtu, është gjithashtu i rëndësishëm fakti që forcat e jashtme të aplikuara ndaj grimcës në shqyrtim kryejnë punë në një lloj shtyrjeje të shtresave përmes të cilave shtrydhet molekula e dhënë. Një ndikim i tillë në fund të fundit rrit shpejtësinë e lëvizjes termike të rastësishme të grimcave, e cila nuk ndryshon me kalimin e kohës. Me fjalë të tjera, lëngjet karakterizohen nga një rrjedhje uniforme, pavarësisht ndikimit të vazhdueshëm të forcave të jashtme me shumë drejtime, pasi ato balancohen nga rezistenca e brendshme e shtresave të materies, e cila vetëm përcakton koeficientin e viskozitetit kinematik.

Koeficienti i viskozitetit kinematik
Koeficienti i viskozitetit kinematik

Me rritjen e temperaturës, lëvizshmëria e molekulave fillon të rritet, gjë që çon në një ulje të rezistencës së shtresave të materies, pasi në çdo substancë të nxehtë krijohen kushte më të favorshme për lëvizjen e lirë të grimcave në drejtim. të forcës së aplikuar. Kjo mund të krahasohet me mënyrën se si është shumë më e lehtë për një person të shtrydh nëpër një turmë që lëviz rastësisht sesa përmes një turme të palëvizshme. Zgjidhjet e polimerit kanë një tregues domethënës të viskozitetit kinematik, të matur në sekonda Stokes ose Pascal. Kjo është për shkak të pranisë në strukturën e tyre të zinxhirëve molekularë të gjatë të lidhur fort. Por me rritjen e temperaturës, viskoziteti i tyre zvogëlohet me shpejtësi. Kur shtypen produktet plastike, molekulat e saj filamentoze dhe të ndërlikuara futen në një pozicion të ri.

Viskoziteti i gazeve në një temperaturë prej 20°C dhe presion atmosferik prej 101,3 Pa është i rendit prej 10-5Pas. Për shembull, viskoziteti kinematik i ajrit, heliumit, oksigjenit dhe hidrogjenit në kushte të tilla do të jetë përkatësisht i barabartë me 1,8210-5; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. Dhe heliumi i lëngshëm në përgjithësi ka vetinë e mahnitshme të superfluiditetit. Ky fenomen, i zbuluar nga Akademiku P. L. Kapitsa, qëndron në faktin se ky metal në një gjendje të tillë grumbullimi nuk ka pothuajse asnjë viskozitet. Për të, kjo shifër është pothuajse zero.

Recommended: