В`язкість

Відео: В`язкість газів

style = "float: left;" alt = "В`язкість" title = "В`язкість" Поведінка рідин сек з низькою (вгорі) і великий (внизу) в`язкістю в`язкість або внутрішнє тертя - властивість текучих тіл (рідин і газів) чинити опір переміщенню однієї їх частини щодо іншої.
В`язкість рідин - це результат взаємодії внутрішньомолекулярних силових полів, що перешкоджають відносному русі двох шарів рідини. Так що для переміщення шару один одного треба подолати їх взаємне притягання, причому чим воно більше, тим більше потрібна сила зсуву. При відносному зміщенні шарів в газовому середовищі, в результаті перенесення молекулами газу кількості руху при їх переході з шару в шар, виникає дотична сила між шарами протидіє ковзанню останніх.
Таким чином, внутрішнє тертя в рідині, на відміну від газів, обумовлено не обміном молекул, а їх взаємним тяжінням. Доказом цього є те, що зі збільшенням температури, як відомо, обмін молекул зростає і тертя в газах зростає, а в рідинах приходить в зв`язку з ослабленням міжмолекулярної тяжіння.
В`язкість твердих тіл має низку специфічних особливостей і зазвичай розглядається окремо.
Розподіл швидкості між шарами ньютонівської рідини в умовах ламінарної течії Згідно із законом Ньютона для внутрішнього тертя в`язкість характеризується коефіцієнтом пропорційності? між напругою зсуву? і градієнтом швидкості руху шарів в перпендикулярному до деформації зсуву напрямку (поверхні шарів):

.

Коефіцієнт? називають коефіцієнтом динамічної в`язкості, динамічною в`язкістю або абсолютної в`язкістю. Одиниця виміру коефіцієнта динамічної в`язкості - Па c, ПУАЗО (0,1 Па · с).
Кількісно коефіцієнт динамічної в`язкості дорівнює силі F, яку потрібно прикласти до одиниці площі зсувної поверхні шару S, щоб підтримати в цьому шарі ламінарного течії з постійною одиничною швидкістю відносного зсуву.
типи в`язкості
Моделі в`язкості Закон Ньютона для в`язкості, наведений вище, є класичною моделлю в`язкості. Це не основний закон природи, а наближення, що має місце для деяких матеріалів і не підтверджується для інших. Неньютонівської рідини мають більш складний зв`язок між напругою зсуву і градієнтом швидкості, ніж проста лінійність. Тому, існують різні моделі в`язкості:


Динамічна в`язкість деяких речовин
В основу методів вимірювання в`язкості і їх класифікації покладені математичні залежності, що описують різні види течій середовищ. Вимірювання в`язкості здійснюють віскозиметра.
Нижче наведені значення коефіцієнта динамічної в`язкості ньютонівських рідин:
виділяють також коефіцієнт кінематичної в`язкості або кінематичною в`язкістю ?, що є відношенням коефіцієнта динамічної в`язкості до щільності речовини

.

Одиниця виміру коефіцієнта кінематичної в`язкості - Стокса, м? / С. Коефіцієнт? на відміну від ? виражається величинами, які не пов`язані з масою рідини, тобто величинами, які носять, так би мовити, кінематичний характер, в той час як? носить динамічний характер.
В`язкість технічних продуктів часто характеризують умовними одиницями - градусами Енглера (° Е) і Барб`є (° В), секундами Сейболта ( "S) і Редвуд (" R).
В`язкість залежить від тиску, температури, а також іноді від градієнта зсуву (неньютонівські середовища-їх в`язкість охоплює і так звану структурну в`язкість). Рідини, в`язкість яких не залежить від градієнта зсуву, називають ідеально в`язкими (Ньютоновскими). В`язкість рідин в загальному випадку з підвищенням тиску незначно збільшується, а з підвищенням температури зменшується.
Температурна залежність динамічної в`язкості води в рідкому стані (Liquid Water) і у вигляді пари (Wapor) динамічна в`язкість води становить 8,90 · 10 -4 Па · с або 8,90 · 10 -3 дин · с / см 2 при 25 ° C.


Як функція температури T (K) динамічна в`язкість води може бути описана рівнянням: ? (Па · с) = A x 10 B / (T - C),
де A = 2,414 · 10 -5 Па · с- B = 247,8 K- і C = 140 K.
В`язкість води в рідкому стані при різних температурах аж до температури кипіння при атмосферному тиску наведена в таблиці, наведеній нижче.
В`язкість вод, що містяться в гірських породах, змінюється в широких межах залежно від мінералізації, температури пласта і внутрішньопорового тиску. На невеликих глибинах динамічний коефіцієнт в`язкості мінералізованих вод близько 1 мПа · с, в глибоких шарах з високою температурою (60-70 ° С і вище) динамічний коефіцієнт в`язкості мінералізованих вод зменшується до десятків часток мПа · с.
У процесах збагачення твердих корисних копалин в`язкість впливає на швидкість відносного переміщення частинок в суспензії, є основним параметром збагачення у важких середовищах. В`язкість залежить не тільки від щільності суспензії (співвідношення твердого і рідкого), але і від величини і гідрофільності частинок. Освіта тиксотропних сіток-структур в суспензії призводить до різкого зростання її в`язкості за рахунок виникає крім звичайної (ньютонівської) структурної складової в`язкості. Остання залежить від градієнта швидкості течії і оборотно руйнується в турбулентних потоках, при вібраціях і механічних впливах.
В`язкість - одна з найважливіших технічних характеристик нафти, продуктів її переробки, газових конденсатів і фракцій- визначає характер процесів видобутку нафти, її підняття на денну поверхню, промислового збору і підготовку, умови перевезення і перекачування продуктів, гідродинамічного опору при їх транспортуванні по трубопроводах і ін . Для деяких видів палив і олив в`язкість служить нормованим показником. В`язкість пластових нафт зростає при тисках нижче від тиску насичення. Визначається впливом двох факторів: виділенням розчиненого газу, що призводить до збільшення в`язкості залишкової нафти, і об`ємним розширенням нафти при зниженні тиску, що призводить до зменшення в`язкості. Великий вплив має перший фактор. В`язкість газів помітно збільшується як з підвищенням тиску, так і температури. Вуглеводневі флюїди, які насичують гірські породи в природних умовах, в залежності від щільності мають динамічний коефіцієнт в`язкості, який відрізняється на багато порядків - від сотих часток мПа с (для газів) до сотень тисяч і навіть мільйонів мПа с (високов`язкі важкі нафти). Основна частина розроблюваних традиційними способами нафтових родовищ включає в продуктивних пластах нафту з динамічним коефіцієнтом в`язкості в межах 0,5-25 мПа · с, рідше до 70 мПа · с. В`язкість розгазованіх нафт значно вище. При цьому вуглеводневі флюїди з динамічним коефіцієнтом в`язкості більше 12-15 мПа · с вважаються нафти підвищеної в`язкості. Родовища нафти з високою в`язкістю, в тому числі структурної, розробляються з застосуванням спеціальних методів видобутку на основі використання теплового впливу, а також загущених або хімічно активних витіснювальний агентів.
Для твердого тіла, зокрема гірської породи, в`язкість - властивість необоротно поглинати енергію в процесі її деформування. В`язкість обумовлена пластичною деформацією і непружністю гірських порід. При пластичної деформації в`язкість кількісно характеризується відношенням величини дотичних напружень, що виникають в шарі, що підлягає зсуву, до швидкості пластичної течії, яке змінюється від 10 13 до 10 20 Па · с. Величина в`язкості, яка пов`язана з непружністю (пружна післядія, термопружний ефект, пружний гістерезис) гірських порід, пропорційна коефіцієнту механічних втрат (декремента загасання), значення якого коливаються від 10 -1 до 10 -3. При руйнуванні в`язкість оцінюється як робота деформування гірської породи, віднесене до одиниці площі зразка. Визначається за результатами ударних випробувань зразків на копрі (ударна в`язкість). Може бути розрахована як добуток коефіцієнта пластичності на межу міцності гірських порід. На практиці визначають коефіцієнт відносної в`язкості (спеціальними зарядами, які закладаються в досліджуваний масив) як відношення зусилля, необхідного для відділення деякої частини гірської породи від масиву, до величини зусилля, необхідного для відділення від масиву вапняку, взятого за еталон. Величина цього коефіцієнта змінюється від 0,5 до 3 (напр., Для мармуру 0,7- пісковика 1,2 граніту 1,3- кварциту 1,9- базальту 2,2). Щодо збільшення в`язкості зростає поглинання пружних хвиль, зменшуються повзучість і набрякання порід, зростає енергоємність процесів дроблення і розкрішення порід при переробці корисних копалин і вибухових робіт.
В`язкість твердих тіл і рідин обернено пропорційна коефіцієнту самодифузії і з підвищенням температури зменшується за експоненціальним законом. В`язкість залежить від періоду релаксації пружних дотичних деформацій.
Досвід Парнелл - Мейнстоуна
Самий фізичний експеримент почав в Квинслендском університеті англ. University of Queensland австралійського міста Брісбен професор Томас Парнелл (англ. Thomas Parnell. У 1927 році він помістив в скляну воронку на штативі шматок твердої смоли, яка за молекулярними властивостями є рідиною, хоча і дуже в`язкою. Парнелл нагрів воронку, щоб смола злегка розплавлась і затекла до носика воронки. У 1938 році перша крапля смоли впала в підставлений Парнеллом лабораторний стакан. Друга впала в 1947 році. Восени 1948 року професор помер, і спостереження продовжили його учні. Краплі падали в 1954, 1962, 1970, 1979, 1988, 2000 і 2008 роках. Періодичність падіння крапель 3285 діб. В останні десятиліття сповільнилася через роботу кондиціонера. Цікаво, що жодного разу крапля не падала в присутності спостерігачів.
Джон Мейнстоун з альма-матер професора Парнелл був нагороджений в 2005 році Ігнобелівською премією в галузі фізики за самий експеримент.
В`язкість речовин враховують у гідродинаміці, кінетиці хімічних реакцій, в технологічних і біологічних процесах, мастилі машин і механізмів і т.д.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!