Kinematik yopishqoqlik. Suyuqliklar va gazlar mexanikasi

Kinematik yopishqoqlik. Suyuqliklar va gazlar mexanikasi
Kinematik yopishqoqlik. Suyuqliklar va gazlar mexanikasi
Anonim

Kinematik yopishqoqlik barcha gaz va suyuq muhitlarning asosiy fizik xarakteristikasi hisoblanadi. Bu ko'rsatkich harakatlanuvchi qattiq jismlarning qarshiligini va ular boshdan kechiradigan yukni aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Ma'lumki, bizning dunyomizda har qanday harakat havo yoki suv muhitida sodir bo'ladi. Bunday holda, harakatlanuvchi jismlarga doimo vektori jismlarning harakat yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lgan kuchlar ta'sir qiladi. Shunga ko'ra, muhitning kinematik viskozitesi qanchalik katta bo'lsa, qattiq jismning yuki shunchalik kuchli bo'ladi. Suyuqlik va gazlarning bu xossasi qanday?

Kinematik yopishqoqlik
Kinematik yopishqoqlik

Kinematik qovushqoqlik ichki ishqalanish deb ta'riflanadi, modda molekulalarining uning qatlamlarining harakat yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan impulsning turli tezliklarda o'tishi bilan bog'liq. Masalan, suyuqliklarda strukturaviy birliklarning (molekulalarning) har biri har tomondan o'zining eng yaqin qo'shnilari bilan o'ralgan bo'lib, ularning diametriga teng masofada joylashgan. Har bir molekula muvozanat holati deb ataladigan joy atrofida tebranadi, lekin qo'shnilaridan impuls olib, yangi tebranish markaziga keskin sakrashni amalga oshiradi. Bir soniya ichida materiyaning har bir bunday tarkibiy birligi o'z yashash joyini taxminan yuz million marta o'zgartirishga, bir sakrashdan yuz minglab tebranishlarga ega bo'ladi. Albatta, bunday molekulyar o'zaro ta'sir qanchalik kuchli bo'lsa, har bir struktura birligining harakatchanligi shunchalik past bo'ladi va shunga mos ravishda moddaning kinematik viskozitesi shunchalik katta bo'ladi.

Havoning kinematik yopishqoqligi
Havoning kinematik yopishqoqligi

Agar biron-bir molekulaga qo'shni qatlamlardan doimiy tashqi kuchlar ta'sir etsa, u holda bu yo'nalishda zarracha vaqt birligida qarama-qarshi yo'nalishga qaraganda ko'proq siljishlar qiladi. Shuning uchun uning tartibsiz sargardonligi unga ta'sir qiluvchi kuchlarga qarab ma'lum tezlikda tartibli harakatga aylanadi. Bu yopishqoqlik, masalan, motor moylariga xosdir. Bu erda ko'rib chiqilayotgan zarrachaga qo'llaniladigan tashqi kuchlar berilgan molekula siqib chiqadigan qatlamlarni bir-biridan itarib yuborish ishini bajarishi ham muhimdir. Bunday ta'sir oxir-oqibat zarrachalarning termal tasodifiy harakati tezligini oshiradi, bu vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi. Boshqacha qilib aytganda, suyuqliklar ko'p yo'nalishli tashqi kuchlarning doimiy ta'siriga qaramay, bir xil oqim bilan tavsiflanadi, chunki ular modda qatlamlarining ichki qarshiligi bilan muvozanatlanadi, bu faqat kinematik yopishqoqlik koeffitsientini belgilaydi.

Kinematik yopishqoqlik koeffitsienti
Kinematik yopishqoqlik koeffitsienti

Haroratning oshishi bilan molekulalarning harakatchanligi kuchaya boshlaydi, bu modda qatlamlarining qarshiligini biroz pasayishiga olib keladi, chunki har qanday qizdirilgan moddada zarrachalarning yo'nalishda erkin harakatlanishi uchun qulayroq sharoitlar yaratiladi. qo'llaniladigan kuch. Buni odamning statsionardan ko'ra tasodifiy harakatlanadigan olomonni siqib chiqarishi qanchalik oson ekanligi bilan solishtirish mumkin. Polimer eritmalari Stokes yoki Paskal soniyalarida o'lchanadigan kinematik yopishqoqlikning muhim ko'rsatkichiga ega. Bu ularning tuzilishida uzoq qattiq bog'langan molekulyar zanjirlarning mavjudligi bilan bog'liq. Ammo harorat ko'tarilgach, ularning viskozitesi tez kamayadi. Plastmassa buyumlar bosilganda, uning ipsimon, bir-biriga o'zaro bog'langan molekulalari yangi holatga majburlanadi.

20°C haroratda va 101,3 Pa atmosfera bosimida gazlarning yopishqoqligi 10-5Pas ga teng. Masalan, bunday sharoitda havo, geliy, kislorod va vodorodning kinematik viskozitesi mos ravishda 1,8210-5 ga teng bo’ladi; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. Suyuq geliy esa, odatda, o'ta suyuqlikning ajoyib xususiyatiga ega. Akademik P. L. tomonidan kashf etilgan bu hodisa. Kapitsa, bunday yig'ilish holatidagi bu metallning yopishqoqligi deyarli yo'qligi bilan bog'liq. Uning uchun bu ko‘rsatkich deyarli nolga teng.

Tavsiya: