Fluidnost. Tečna i plinovita tijela razlikuju se od čvrstih tijela u prinosu. Ako male nerazobne sile djeluju na čvrstom tijelu, onda malo mijenjaju svoj oblik, i.e. Relativni položaj njegovih dijelova. Ako, pod djelovanjem proizvoljno male vanjske sile, tijelo je deformirano neograničeno sve dok unutarnji tangent ne naglasi jednaka nula, u ovom slučaju, nekretnina se realizuje nazvana fluidnost .

Mnoga fizička tijela su dual u prirodi. Na primjer, staklo koje smo nekada smatrali krhkim čvrstim tijelom, pod djelovanjem dugoročnog tereta može se ponašati kao tečnost. Dakle, prozori prozora, stajali su preko 100 godina na donjem debeloj boji, nego u vrhu, kao i pod djelovanjem gravitacije, materijal "teče" dolje. S druge strane, takva tipična tečnost kao voda sa brzom učitavanjem (udar) ponaša se poput čvrstog tijela.

Pokušat ćemo odrediti prirodu ove dualnosti na molekularnom nivou. Zbog djelovanja atrakcije i odbojnih snaga, naređuje se lokacija molekula u prostoru. Prosječna karakteristika molekula između tekućine i čvrstog tijela je približno ista i jednaka "(3¸4) 10 -8 cm. Pod djelovanjem topline, molekula se kreće (haotični oscilirani) u blizini ravnoteže ravnoteže sa temperaturom amplitude oscilacije. U čvrstom tijelima, amplituda je mnogo manja od udaljenosti između molekula, u tečnosti - Ovo su vrijednosti jedne narudžbe. Stoga, fluktuacije molekula izvedenih s amplitudom iste reda dok udaljenost mogu dovesti do činjenice da molekuli mogu skakati s jednog mjesta ćelije u drugu. U nekim se tečnošću događa češće, u drugima - manje često.

Fluidnost tijela određuje se karakterističnim vremenom T r na pronalaženju molekule u svakoj ćeliji od trenutka unošenja do preseljenja u drugu ćeliju. Ako je vrijeme pronalaženja molekule u ćelici mnogo manje od trenutka sile, zatim za razdoblje sile molekule, može se više puta promijeniti u prostoru, I.E. Omogućavajući snagu neprekidno i nepovratno deformiše tijelo (I.E., ponašaj se kao tekućina). Zovemo takvo telo tečnost . U suprotnom, bavimo se čvrstom tijelom. S povećanjem temperature fluidnosti tijela povećava se.

Za gasovito tel karakteristična karakteristika To je kaotični pokret i sudar molekula u prostoru. Stoga plinovi nemaju samo fluidnost, već i kompresibilnost.

Kvalebilnost tečnosti i gasova. Napravit ćemo snagu DF-a i povećati pritisak u količini v vrijednosti DP (Sl. 1.2). Čvrsti medij bit će uplašen smanjenjem glasnoće vrijednosti DV-a. Empirijski je pribavljeno da veza između promjene volumena i pritiska linearnog, I.E. Za svaku tekućinu i plin možete unijeti stalnu, koja se naziva voluminozni koeficijent proširenja (na konstantnoj temperaturi):

. (1.3.1)

Koeficijent kompresije količina ima dimenziju (PA) -1. Uveden je znak minus kako bi odražavao smanjenje jačine zvuka pod djelovanjem kompresije, ali za praktične proračune prikladno je imati pozitivne.

Modul elastičnosti zapremine E V naziva se inverzijom vrijednosti B V:

. (1.3.2)

Obje ove vrijednosti ovise o temperaturi i vrsti tekućine. Modul volumetrijske elastičnosti za vodu na t \u003d 293 ° k jednak je e v \u003d 2 × 10 9 PA "20.000 kgf / cm 2.

Primer. Ako pored vode pored atmosferskog pritiska (P i \u003d 101325 PA ili 1.033 kgf / cm 2), isti pritisak će dodatno činiti, a zatim će se zapremina vode smanjiti za otprilike 1/20000, tj. Gotovo je to nemoguće primijetiti. Shodno tome, voda i druga tekućina mogu se smatrati nespretnom i činiti konstantu svoje gustoće (R \u003d Const), neovisno o pritisku.

Za plin, moguće je efikasno koristiti model idealnog plina koji karakterizira Klapairone jednadžba. - Mendeleev

ili , (1.3.3)

ako je r specifična konstanta gasa, neovisna o gustoći i temperaturi, ali različit, ovisno o prirodi plina (na primjer, za zrak R \u003d 287J / kHK). Uz pomoć jednadžbe (1.5.3) možete pronaći gustoću zraka na atmosferskom pritisku i temperaturi okoline od 20ºS:

.

Iz ovog zakona, zakon vrenja - Mariotta, uspostavljanje izotermne veze između pritiska i gustoće:

za određenu količinu plina na konstantnoj temperaturi.

Za adijabatski proces (kada ne postoji izmjena topline između dodijeljenog plina i okoliša), karakteristična je sljedeća ovisnost:

, (1.3.5)

gde - adiabatski stalni plin; Sa V. - Kapacitet plinske topline u stalnom jačini; sa R. - Isto što je u stalnom pritisku.

Razlika u tekućim mehaničarima iz mehanike plina. Uprkos činjenici da je imovina fludnosti glavna u proučavanju tečnosti i plina, međutim, u nekim je slučajevima potrebno razlikovati tekućine iz gasova.

· Glavna razlika je u tome što se plin lako komprimira i u njemu je brzina širenja zvuka (i, dakle, sve mehaničke uznemirenosti) značajno su manje nego u tečnosti. Ova značajka plina treba uzeti u obzir kada se brzina kretanja (ili brzina vožnje u njenoj čvrstoj) postane proporcionalna brzinom zvuka ili prelazi.

· Za razliku od plina, tečnost ima graničnu površinu između njega i okolnog plina, koji se naziva slobodnom površinom. U polju gravitacije, slobodna površina tečnosti ima horizontalni profil. Pod uvjetima besteži, zbog površinske napetosti, slobodne površine sferične. Ova nekretnina tečnosti, kao i njegova mala kompresibilnost, zbog stalne interakcije susjednih molekula. U plinu, molekuli međusobno komuniciraju samo u vrijeme sudara, većinu vremena koje slobodno kreću u svemiru, stoga, zbog haotičnog kretanja pokreta, plin se nastoji ravnomjerno da bi bio ravnomjerno domaćin cjelokupnog zatvorenog dijela prostor. Ako prostor nije zatvoren, jačina plina može se povećati u nedogled.

· Gaza može neograničeno smanjiti pritisak i povećati temperaturu, a svojstva plina će se kontinuirano mijenjati. U tekućim se pritisak može smanjiti na određenu vrijednost ispod koje počinje stvaranje unutar plinskih mjehurića, a fazni prijelazi počinju, što kvalitativno mijenja svojstva tekućine. Isto se može pojaviti kada se može doći do temperature tekućine.

Tekući viskoznost i plinovi. Reološka svojstva tečnosti. Viskoznost se naziva vlasništvo tečnosti, koje se sastoji u pojavljivanju unutrašnjih sila koji sprečavaju njegovu deformaciju, I.E. Promijenite relativni položaj svojih dijelova. Razmotrite privatni događaj molekularno-kinetičke teorije savršenog plina - jednostavan protok pomak (Sl. 1.3).

Sl.1.3. Viskozni naponi u tečnostima i gasovima

Osnovna platforma površine odvaja slojeve 1 i 2 kreću se zajedno sa tečnošću. Uz ovaj sloj tečnog 1 slajdova u sloju 2 po relativnom brzinom. Molekuli na plinu uključeni su u pokrete dvije vrste:

· Naređeno (uzdužno) brzinom u x ili u x + d u x ovisno o tome koji su sloj;

· Haotično, neuređeno (uključujući poprečno) toplotno kretanje, čija je brzina obično dva reda veća od brzine naručenog pokreta.

Viskoznost gasa je zbog prenosa molekula sa njihovim toplinskim kretanjem kroz osnovno područje DXDU, leži u ravnini, što razdvaja dva sloja koji imaju različite uzdužne brzine u x i ux + du x, količinu kretanja do razlike u du3 brzina ovih slojeva. Molekuli se nasumično kreću kaotično, dok oni izlaze iz jednog sloja u drugi, prelazeći DHD. Molekuli koji imaju naručenu brzinu u x, uđite u sloj 2 i usporiti svoj pokret, a isti broj molekula koji padaju u sloju 1 iz sloja 2, ubrzava sloj 1.

Uvođenje čvrstog medija (I.E., bez molekularne strukture tvari), veruje se da postoji tangentni napon na lokalitetu DHD, nadoknađujući prenos količine kretanja zbog termičkog kretanja molekula. Prema molekularno-kinetičkoj teoriji tangencije

(1.3.6)

gde je h dinamički koeficijent viskoznosti , ili jednostavno dinamična viskoznost plina. Ovo je hidrodinamička karakteristika, određena fizičkim svojstvima tečnosti. Znak napona je kao da se "pokušava" smanjiti razliku u brzinama slojeva. S povećanjem temperature povećava se stopa haotičnog kretanja molekula, što dovodi do povećanja broja molekula koji prelaze DXDU platformu po jedinici; Stoga, količina kretanja jednog sloja u ostalim povećava i, respektivno, tangentni napon P ZX. Prema (1.3.6), to znači da sa povećanjem temperature dinamički koeficijent viskoznosti plina povećava se.

U tečnošću je glavni uzrok učinka jednog sloja na drugi (to jest prenos količine kretanja) je interakcija molekula koji se nalaze na različitim stranama granice između slojeva, a ne prenos molekula kroz ova granica. Kao što je već napomenuto, molekularno-kinetička tekućina tekućine je još uvijek nerazvijena, stoga je mehanizam viskoznosti u tekućini u redu nego u plinovima. Obično se smatra da se u tečnostima kontinuirano formiraju i uništavaju relativnim toboganima slojeva kvasikristalnih struktura, a sile neophodne za njihovo uništavanje uzrokovane su viskoznostima. Prirodno, s povećanjem temperature tekućine molekule postaje pokretniji i uništavanje struktura događa se s manjim vrijednostima sila premještanja. Dakle, dinamički koeficijent viskoznosti tekućine s povećanjem temperature opada (za razliku od gasova - vidi gore).

Unatoč različitim molekularnim mehanizmom pojave napona u tekućinama i u plinovima, u oba okruženja, tangenti su povezani s varijabilnošću polja brzine iste

most (1.3.6), koji se naziva newtonov zakon za viskozne napomene.Za razliku od suvog zakona o trenju, tangentni napon u tečnostima i gasovima ne ovisi o normalnom naponu.

Prema definiciji (1.3.6), dinamički koeficijent viskoznosti H ima sljedeću mjeru:

.

Dimenzija H izražena je kroz dimenziju napona PA i vremena sa. Ponekad kao jedinica H, R / cm × C, koji se naziva Puaz (u čast francuskog ljekara A. Poiseil, koji je ispunio temeljne studije kretanja viskozne tekućine) i naznačeno je p:

PA × C \u003d 10 × p.

Zavisnost (1.3.6) karakterizira prijenos protoka protoka pokreta sloja tekućine, što je proporcionalno i brzinu u x i gustoću tečnosti R. Imajući to u vidu, Newtonov zakon je preporučljiv u obrascu

,

. (1.3.7)

Ova vrijednost ima dimenziju

.

S obzirom na činjenicu da se dimenzija n sastoji samo od brojila i sekundi (i ne uključuje dimenziju mase), ova se jačina naziva koeficijent kinematičkog viskoznosti(ili kinematično viskoznost). Dimenzija CM 2 / C naziva se Stokes (u čast engleskog hidromehanike J. Stokes-a, koji je formulisan diferencijalne jednadžbe Kretanje viskozne tečnosti), a označava se od strane ST:

1. \u003d 10 -4 m 2 / s.

Zaključno, napominjemo da su u gasovima i viskoznosti (karakteriziranje prijenosa količine kretanja) i molekularne difuzije (karakteriziranje prijenosa stranog plina) zbog toplotnog haotičnog kretanja molekula. Stoga viskoznost n ima jedan red veličine s molekularnim koeficijentom difuzije u zakonu FIC-a. U tekućinama viskoznost (i povezana s prijenosom količine kretanja) zbog uništavanja intermolekularnih obveznica, te difuzije - toplotno kretanje molekula, I.E. Ove pojave imaju različitu fizičku prirodu. Kao rezultat toga, koeficijent difuzije u tečnosti je stotine puta manje koeficijenta viskoznosti N. u tablici. 1.1 prikazuje vrijednosti h, r, n za neke tečnosti i gasove.

Tabela 1.1.

Vrijednosti h, r, n za neke tečnosti i gasove

Iz gore navedenih vrijednosti koeficijenata viskoznosti, slijedi da viskoznost vode smanjuje sve veću temperaturu od 0 do 100 ° do sedam puta, a viskoznost zraka povećava se sa povećanjem temperature od 20 do 50 ° C za 25% .

Za naselja u inženjerskoj praksi koriste procijenjenu vrijednost koeficijenta kinematičkog viskoznosti vode n \u003d 0,01 cm 2 / s \u003d 0,01 čl. Tekućine za koje je odnos važeći (1.3.6) nazivaju se Newtonian.

Međutim, postoji mnogo tekućina za koje Newtonov zakon nije izvršen. Nauka o karakteru ovisnosti naziva se reološki (grčki. Reo - protok, logotipi - doktrina). Ako podnesete ovisnost (1.3.6) kao grafikon (Sl.1.4), tada će imati vrstu ravne linije 1.

Uz eksperimentalnu proučavanje nekih tečnosti, može se postojati oblik krivulje 2. Takve tečnosti koje su odolijevale malom (P ZX< ) сдвигающим напряжениям, как твердое тело, а при (p zx > ) Ponaša se poput tečnih tela, zvanih Bingama - Švedska tečnosti.

Tekućina, čiji je ponašanje opisano krivuljama 3, 4, nazivaju se tekućine ostelalda - Weyl. Ako se pridržavaju ovisnosti 3, tada se nazivaju pseudoplastikom, a ako slijede 4 - dilaterane zavisnosti. Mehanika kretanja takvih tečnosti (ove su smole, naftni proizvodi, polimerna rješenja itd.) Vrlo je složen.

Tečnost se naziva tvar koja je u agregatnom stanju, koja je srednje između čvrstog i plinovitog. Istovremeno, njeno stanje, kao i u slučaju čvrstih tijela, to je kondenzirano, odnosno pretpostavlja odnos između čestica (atoma, molekula, jona). Tečnost ima svojstva koja radikalno razlikuju iz tvari koje su u ostalim zrednim državama. Glavna stvar je sposobnost da se više puta promijeni obrazac pod utjecajem mehaničkih napona bez gubitka volumena. Danas ćemo saznati koja su nekretnina tekućina i da se zapravo predstavljaju.

Opće karakteristike

Gas ne zadržava volumen i oblik, čvrsta čuva i tečnost i tečnost je samo jačina zvuka. Zato se tečno zbirno stanje smatra intermedijarom. Površina tečnosti predstavlja sličnost elastične membrane i određuje njegov oblik. Molekuli takvih tijela, s jedne strane, nemaju određenu poziciju, a s druge strane - ne mogu primiti potpunu slobodu kretanja. Oni se mogu sakupljati u kapi i teku pod vlastitim površinom. Postoji atrakcija između molekula tekućine koja je dovoljno da ih držite pri bliskom rasponu.

Supstanca je u tekućem stanju u određenom temperaturnom rasponu. Ako temperatura padne ispod njega, prelazak na čvrsti oblik (kristalizaciju), a ako se uzdiže iznad - u gasovito (isparavanje). Granice ovog intervala za istu tečnost mogu se razlikovati ovisno o tlaku. Na primjer, u planinama, gdje je pritisak znatno niži nego na ravnicama, voda kuha na nižoj temperaturi.

Tečnost obično ima samo jednu modifikaciju, stoga je i agregatna stanja i termodinamička faza. Sve tekućine su podijeljene u čiste tvari i smjese. Neke od ovih mješavina određuju u ljudskom životu: krv, morska voda i drugi.

Razmotrite osnovna svojstva tečnosti.

Fluidnost

Iz drugih supstanci tečnost je, prije svega drugačija, fluidnost. Ako do nje dođe vanjska sila, u smjeru njegove primjene nalazi se protok čestica. Stoga, kada je izložena vanjskim neuravnoteženim silama, tekućina nije sposobna za očuvanje oblika i relativne lokacije čestica. Iz istog razloga je potrebno oblik plovila u kojem pada. Za razliku od čvrstih plastičnih tijela, tekućine nemaju snagu prinosa, odnosno oni teku sa najmanjim izlazom iz stanja ravnoteže.

Ušteda zapremine

Jedna od karakterističnih fizičkih svojstava tečnosti je sposobnost očuvanja volumena u mehaničkom izlaganju. Izuzetno su teško sazirati zbog velike gustoće molekula. Prema Zakonu Pascala, pritisak koji se proizvodi na tečnosti zaključen u plovili se mijenja u svaku točku svog volumena. Uz minimalnu kompresibilnost, ova se značajka široko koristi u hidraulici. Većina tečnosti tokom grijanja povećava se zapremine, a prilikom hlađenja opada.

Viskoznost

Među glavnim svojstvima tečnosti, kao u slučaju plinova, vrijedi napomenuti viskoznost. Viskoznost se naziva sposobnost čestica da se odupru pokretu u odnosu na međusobno, odnosno unutarnje trenje. Prilikom premještanja susjednih slojeva tekućine u odnosu na međusobno, neizbježan je sudar molekula, a snage nastaju da se naređeno kretanje pojavi. Kinetička energija naručenog pokreta pretvara se u toplinska energija haotični pokret. Ako se tečnost postavljena u plovilu premještena, a zatim ostavite na miru, postepeno će se zaustaviti, ali njegova se temperatura povećava.

Besplatna površinska i površinska napetost

Ako pogledate kap vode, koja leži na ravnoj površini, tada možete vidjeti da je zaokruženo. Sproveden tim svojstvima tečnosti kao formiranje slobodne površine i površinske napetosti. Sposobnost tečnosti za očuvanje jačine zvuka uzrokuje stvaranje slobodne površine, koja se ne razlikuje kao površina odvajanja faze: tečno i gasoviti. U kontaktu s ovim fazama iste tvari, snage nastaju namijenjene smanjenju područja ravnine odjeljka. Nazivaju se površnom napetošću. Granica fazne particije je elastična membrana, težnja za zatezanjem.

Površinska napetost također se objašnjava privlačnom molekulama tečnosti jedni s drugima. Svaka molekula nastoji "okružiti" sebe drugim molekulama i napustiti granicu dijela. Zbog toga se površina brzo smanji. To objašnjava činjenicu da se sapunici i mjehurići formirani prilikom ključanja nastoje da uzme sferni oblik. Ako samo snaga površinske napetosti treba raditi na tečnosti, sigurno će imati takav obrazac.

Mali predmeti čija gustoća premašuju gustoću tečnosti, može ostati na njenoj površini zbog činjenice da je sila koja sprečava povećanje površine veće od sile gravitacije.

Isparavanje i kondenzacija

Isparavanje se naziva postepenom prelaskom supstance iz tečno stanje u gasovom. U procesu toplotnog pokreta, dio molekula napušta tekućinu, prolazeći kroz površinu i pretvaraju se u paru. Paralelno s tim, drugi dio molekula, naprotiv, prolazi iz pare u tečnost. Kada je broj spojeva koji su napustili tekućinu prelazi broj spojeva koji su došli do njega, odvija se proces isparavanja.

Kondenzacija se naziva procesom, obrnuto isparavanje. Tijekom kondenzacije tečnost prima više molekula od pare nego što daje.

Oba opisana procesa su neobavješteni i mogu se nastaviti dok se ne uspostavi lokalna ravnoteža. Istovremeno tečnost može u potpunosti ispariti ili ući u ravnotežu.

Ključat

Kuhanje se naziva procesom internih transformacija tečnosti. Kada se temperatura podigne na određeni indikator, tlak u paru prelazi pritisak unutar tvari, a mjehurići počinju formirati u njemu. U uvjetima zemaljske atrakcije pojačavaju se.

Vlaženje

Vlaženje se naziva fenomen koji se javlja kada se tečni kontakt sa čvrstim u prisustvu pare. Tako se pojavljuje na granici dijela tri faze. Ovaj fenomen karakterizira "lijepljenje" tečne tvari na čvrste, a širenje na površinu čvrstog. Postoje tri vrste vlaženja: ograničeno, kompletno i nekrićeno.

Mješovitost

Karakteriše sposobnost tekućine da se razrijede. Primjer miješanih tečnosti može se reproducirati vodom i alkoholom, i neuspešna voda i ulje.

Difuzija

Kada su dvije mješovite tečnosti u jednom brodu, zbog toplotnog kretanja molekule počnite prevladati sučelje, a tečnosti se postepeno miješaju. Ovaj proces se naziva difuzija. Može se pojaviti u tvarima koje su u drugim agregatnim državama.

Pregrijavanje i superhlađenje

Među fascinantnim svojstvima tekućine treba napomenuti pregrijavanje i superhlađenje. Ovi procesi često čine osnovu hemijskog fokusa. Sa jednoličnim grijanjem, bez jakih temperaturnih razlika i mehaničkih efekata, tečnost može zagrijati točku ključanja, a ne da se tipi. Taj se postupak pozdravio pregrijavanje. Ako postoji objekt u pregrijanu tečnost, on će se odmah pobrinuti.

Slično tome, pojavljuje se superkoliziranje tečnosti, odnosno hlađenje na temperaturu ispod zamrzavanja, zaobići samim zamrzavanjem. S latim puhanjem, hipohealirana tečnost odmah se kristalizira i pretvara se u led.

Valovi na površini

Ako prekinete ravnotežu površine tečnosti, onda će se, pod djelovanjem povratnih sila vratiti se na ravnotežu. Ovaj pokret nije ograničen na jedan ciklus, već se pretvara u oscilacije i odnosi se na druge presjeke. Dakle, valovi se dobivaju, koji se mogu primijetiti na površini bilo koje tečnosti.

Kad je jačina gravitacije povoljna kao povratna sila, valovi se nazivaju gravitacijskim. Mogu se vidjeti na vodi svuda. Ako se povratna sila formira uglavnom iz čvrstoće površinske napetosti, tada se valovi nazivaju kapilarom. Sada znate koja svojstvo tečnosti uzrokuje poznato svima uzbuđenjem.

Talasi gustoće

Tečnost je izuzetno stiskana, ipak, s promjenom temperature, jačine i gustoće se još uvijek mijenjaju. Ne događa se odmah: Prilikom komprimiranja jednog dijela drugi su komprimirani od kašnjenja. Dakle, unutar tečnosti se primjenjuju elastični talasi koji su dobili ime talasa gustine. Ako se, kako se val propagira, gustoća se mijenja slabo, a zatim naziva zvuk i ako je dovoljno jak - šok.

Sreli smo se sa zajedničkim svojstvima tečnosti. Sve glavne karakteristike ovise o vrsti i kompoziciji tečnosti.

Klasifikacija

Smatravši osnovnim fizičkim svojstvima tečnosti, saznajmo kako su klasificirani. Struktura i svojstva tečnih supstanci ovise o individualnosti čestica uključenih u njihov sastav, kao i prirodu i dubinu interakcije između njih. Na osnovu toga rasporedite:

1. Atomske tečnosti. Sastoje se od atoma ili sfernih molekula koji su međusobno povezani snagama središnjeg van der Walesa. Svijetli primer je tečni argon i tečni metan.
2. Tečnosti koje se sastoje od diatomičkih molekula s istim atomima čije su ioni vezane Coulomb silama. Kao primjer možete nazvati: tečni vodonik, tečni natrijum i tekući živu.
3. Tekućine koje se sastoje od polarnih molekula povezanih sa dipole-dipolnom interakcijom, na primjer, tekući bromomarode.
4. Povezane tekućine. Imaju vodikove obveznice (voda, glicerin).
5. Tekućine koje se sastoje od velikih molekula. Za potonje, unutrašnji stupnjevi slobode igraju važnu ulogu.

Supstance prve dvije (manje često tri) grupe nazivaju se jednostavnim. Naučene su bolje od svih ostalih. Među teškim tečnostima, najviše proučavanija voda. Ova klasifikacija ne uključuje tečne kristale i kvantne tekućine, jer su posebni slučajevi i smatraju se zasebno.

Sa stajališta hidrodinamičkih svojstava, tekućine su podijeljene u Newtonov i Negeton. Struja je podređena Newtonovom zakonu. To znači da njihov tangentni stres linearno ovisi o gradijentu brzine. Koeficijent proporcionalnosti između navedenih vrijednosti naziva se viskoznosti. U negetonskoj tečnosti, viskoznost fluktuira ovisno o gradijentu brzine.

Studija

Studija pokreta i mehanička ravnoteža tečnosti i gasova, kao i njihova interakcija, uključujući čvrste tela, bavi se takvom odjeljkom mehanike kao hidrauličkog člana. Naziva se i hidrodinamika.

Unutrašnji tekućini proučavaju se u pododjeljku hidromeromehanika, koja se naziva jednostavno hidromehanikom. Budući da je stiskavost tečnosti vrlo mala, u mnogim se slučajevima jednostavno zanemaruje. Stilbilne tečnosti Studiraju dinamiku plina.

Hydromehanika se dodatno podijeljeni u hidrostatiku i hidrodinamiku (u užem smislu). U prvom slučaju, učenje ravnoteže nekomprimičnih tekućina i u drugom - njihovom pokretu.

Magnetska hidrodinamika se bavi studije magnetske i električno provodljive tečnosti, a hidraulika se bavi primijenjenim zadacima.

Glavni zakon hidrostatike je zakon Pascala. Kretanje idealnih nekomprimičnih tečnosti opisano je euler jednadžbama. Za njihov stacionarni tok obavlja se zakon Bernoulli. Torrichell formula opisuje curenje tečnih supstanci iz rupa. Kretanje viskoznih tečnosti se pokorava jednadžbi Navier-Stokes, koja između ostalog može uzeti u obzir i kompresivnost.

Elastični valovi i fluktuacije u tečnosti (kao, međutim, u drugim okruženjima) takva se nauka proučava kao akustika. Hdrobradnost - pododjeljak, koji je posvećen studiji zvuka u vodenom okruženju za rješavanje problema podvodne, lokacije i drugih stvari.

Konačno

Danas smo se sreli sa zajedničkim fizičkim svojstvima tečnosti. Takođe smo saznali da su uopšte postoje takve tvari i kako su klasificirani. U vezi hemijska svojstva Tečnosti, a zatim izravno ovise o svom sastavu. Stoga se smatraju odvojeno za svaku supstancu. Kakva je imovina tečnosti važna, a ono što nije - teško je odgovoriti. Sve ovisi o problemu, u kontekstu koji se razmatra ova tečnost.

Tečnost je zbirna stanja tvari koja zauzima srednji položaj između čvrstih i gasovitih stanja.

Najčešća tekućina na tlu je voda. Njegovo čvrsto stanje - led i gasous - pare.

U tekućinama se molekuli nalaze gotovo blizu jedno drugom. Oni posjeduju više slobode od čvrstih molekula, iako se ne mogu u potpunosti pomaknuti slobodno. Atrakcija između njih, iako slabija nego u čvrstom tijelima, ali je još uvijek dovoljno da su molekuli zadržali blizu jedni drugima. Svaka tečna molekula može fluktuirati u blizini neku vrstu ravnoteže. Ali pod djelovanjem vanjske sile, molekuli mogu skočiti na slobodno mjesto u smjeru primijenjene sile. Ovo je objašnjeno protok tekućine .

Fluidnost

Glavna fizička imovina tekućine - fluidnost . Kada se spoljna sila nanosi na tečnost, u njemu se događa protok čestica, koji se smjer poklapa sa smjerom ove sile. Naginjujući čajnik vodom, vidjet ćemo kako voda teče iz nosa ispod djelovanja. Slično tome, vode vode iz vode za zalijevanje, kada vodemo biljke u vrtu. Pridržavamo takav fenomen u slapovima.

Zbog fluidnosti, tekućina je sposobna da promijeni obrazac u malom vremenu pod djelovanjem čak i male sile. Sve tekućine mogu uliti mlaznice, prskati kapima. Lako su izlivati \u200b\u200bjednu plovilu u drugu. Istovremeno oni ne sačuvajte obrazac i uzmi oblik posude u kojem postoje. Ova nekretnina tekućine koristi se, na primjer, prilikom lijevanja metalnih dijelova. Rastopljeni tečni metal flaširan je u obliku određene konfiguracije. Hlađeno, pretvara se u čvrsto tijelo koje štedi ovu konfiguraciju.

Fluidnost se povećava sa povećanjem temperature tečnosti i smanjuje se kada se smanjuje. To se objašnjava činjenicom da se povećava povećana temperatura udaljenost između čestica tečnosti i postaju pokretniji. Zavisi od fluidnosti i na strukturi molekula. Što je složeniji njihov oblik, donja tekućina ima tekućinu.

Viskoznost

Različite tečnosti imaju različitu fluidnost. Dakle, voda iz boce teče brže od biljno ulje. Med iz stakla sipa sporije od mlijeka. Ove tečnosti rade iste težine. Pa zašto se njihov promet razlikuju? Stvar je u tome što poseduju različite viskoznost . Što je viša viskoznost tečnosti, to je manje njegova fluidnost.

Šta je viskoznost i koja je njena priroda? Viskoznost se takođe zove unutrašnje trenje . To je sposobnost tečnosti da se odupre u kretanju različitih slojeva tekućine u odnosu na međusobnu. Molekuli koji se nalaze u jednom od slojeva i susrele između sebe tokom toplotnog kretanja suočeni su i sa molekulama susjednih slojeva. Postoje snage koje usporavaju njihovo kretanje. Smješteni su na stranu suprotne pokretu sloja pod razmatranjem.

Viskoznost je važna karakteristika tečnosti. Uzima se u obzir u raznim tehnološki procesi, na primjer, kada cjevovodi trebaju pumpati tekućinu.

Viskoznost tekućine mjeri se korištenjem uređaja visko ispitivač. Najjednostavniji se smatra kapillar viskomer. Načelo njegove akcije nije kompliciran. Vrijeme se izračunava za koje se određeni volumena tečnosti teče kroz tanku cijev (kapilaru) pod utjecajem razlike tlaka na svojim krajevima. Budući da su promjer i dužina kapilare poznate, razlika pritiska je poznata, tada se mogu izračunati na osnovu zAKON POAZOYL , Pri čemu prolazak u drugu zapreminu tečnosti (drugi protok volumena) izravno je proporcionalan razlivi tlaka po jedinici dužine cijevi i četvrtom stepenu radijusa i obrnuto proporcionalan koeficijentu viskoznosti tekućine .

gde TUŽILAC WHITING - PITANJE: - Druga potrošnja tekućine, m 3 / s;

p 1 - P 2 = Δr. - pad pritiska na krajevima kapilare, PA;

R. - polumjer kapilare, m;

d. - Prečnik kapilare, m;

ƞ - Dinamički koeficijent viskoznosti, PA / C;

l. - Dužina kapilarne, m.

Zapremina

Udaljenost između molekula unutar tečnosti je vrlo mala. Manje je od veličine samih molekula. Stoga je tečnost vrlo teško stisnuti mehanički. Pritisak proizveden na tečnosti zatvorenom u plovilu prenosi se na bilo koju točku bez promjena u svim smjerovima. Tako formulisan pascal Zakon . Na ovoj karakteristici tečnosti zasniva se rad kočnih sustava, hidrauličnih preše i drugih hidrauličkih uređaja.

Tečnost štedi svoj volumen ako vanjski uvjeti (pritisak, temperatura) ne mijenjaju. Ali kad se zagrijava, jačinu tečnosti povećava se i za vrijeme hlađenja opada. Međutim, postoji izuzetak. Pod normalnim pritiskom i povećajte temperature od 0 do 4, jačinu vode se ne povećava, već se smanjuje.

Talasi gustoće

Stisnite tečnost je vrlo teška. Ali prilikom promjene pritiska je i dalje moguće. I u ovom slučaju, njegova gustoća se mijenja i volumen. Ako se kompresija dogodi u jednom odjeljku tečnosti, tada će se postepeno prenijeti na druge presjeke. To znači da će tečnost širiti elastične valove. Ako se gustoća promijeni slabo, onda dobivamo zvučni val. A ako je dovoljno jak, pojavljuje se udarni val.

Površinska tečnost napetost

Pridržavamo fenomen površinske napetosti svaki put kada voda polako kaplje iz vode tapka. Prvo vidimo tanku prozirni film koji se proteže pod težinom vode. Ali ne probija se, već pokriva malu količinu vode i čini kapljicu koja pada iz dizalice. Stvaraju ga sile površinske napetosti, koje zategnute vodu u mali privid lopte.

Kako nastaju ove snage? Za razliku od plina, tekućina ispunjava samo dio glasnoće plovila u kojem se nalazi. Njegova površina je granica dijela između samog tekunja i plina (zraka ili trajekta). Sa svih strana molekula unutar tečnosti okružuju druge molekule iste tečnosti. Postoje snage intermolekularnog uticaja. Jedva su uravnoteženi. Ravnopravnost ovih snaga je nula.

A na molekule koji su u površinskom sloju tekućine, sile privlačnosti iz molekula iste tekućine mogu samo djelovati na jednoj strani. S druge strane, oni imaju snagu privlačenja molekula zraka. Ali pošto su vrlo mali, zanemaruju.

Jednako su sve snage koje djeluju na molekulu na površini usmjerene su unutar tečnosti. I da ne bi se uvukli u tekućinu i ostati na površini, molekula čini posao protiv ove sile. Kao rezultat toga, gornji molekuli sloja dobivaju dodatnu ponudu potencijalne energije. Što je veća površina tekućine, veća količina molekula je tu i veća potencijalna energija. Ali u prirodi je sve uređeno na takav način da bilo koji sustav pokušava smanjiti svoju potencijalnu energiju na minimum. Istražitelj, postoji sila koja će nastojati smanjiti slobodnu površinu tečnosti. Ova snaga se zove površina površinske napetosti .

Napetost tečne površine je vrlo velika. I da se razbiju, zahtijeva sasvim značajne moći. Netaknuta površina vode može lako držati novčić, britvicu ili čeličnu iglu, iako su ti predmeti mnogo teži od vode. Snaga gravitacije koja djeluje na njih se ispostavilo da je manje za snagu površinske napetosti vode.

Najmanja površina svih geometrijskih volumetrijskih tijela ima loptu. Stoga, ako samo sile površinske napetosti odnose se na tečnost, ona treba oblik sfere. Takav oblik ima kapi vode u bestežine. Mjehurić Ili kuhanje tekućih mjehurića također pokušavaju uzeti sferni oblik.

Mješovitost

Tečnosti se mogu rastvoriti jedno u drugo. Ovo se naziva njihova sposobnost mješovitost . Ako stavite dvije mješovite tekućine u jednu posudu, tada kao rezultat termičkog pokreta, njihov molekul postepeno će se kretati preko sučelja. Kao rezultat toga, pojavit će se miješanje. Ali nisu se sve tečnosti mogu pomiješati. Na primjer, ulje vode i povrća nikada se ne miješaju. I vode i alkohol se vrlo lako miješaju.

Prianjanje

Svi znamo da guske i patke ostavljaju vodu suhom. Zašto im se perje mokri? Ispada da imaju posebno gvožđe koje naglašava masnoću, koji vodotok sa kljunom podmazuje njihovo perje. I ostaju suvi, jer voda teče iz njih kapljice.

Stavimo kap vode na polistirensku ploču. Potrebno je oblik podijeljene lopte. Pokušavamo staviti isti pad na staklenu ploču. Videćemo da se širi na čašu. Šta se događa s vodom? Stvar je u tome što privode privlačnosti ne djeluju ne samo između molekula samog tečnosti, već i između molekula različitih tvari u površinskom sloju. Te su snage nazivaju sile prianjanje (od latinskog adhasio. - Zalijepivanje).

Interakcija tekućine sa čvrstim tijelom se zove vlaženje . Ali površina čvrstog tijela nije uvijek vlaženje. Ako se ispostavi da se molekuli same tečnosti privlače jedan za drugim jačim nego na čvrstu površinu, tečnost će se okupiti u kapljici. Ovako se voda ponaša na polistirenom ploči. Ona je ne mokri Ova ploča. Na isti način, kapljice jutarnje rose na lišću biljaka se ne šire. I iz istog razloga, voda teče sa plovnim perjama prekrivenim mastima.

A ako je privlačnost molekula tekućine na čvrstu površinu jača od sila privlačnosti između samih molekula, tečnost se zamagljuje na površini. Stoga se naša kapljica na staklu širila i. U ovom slučaju, voda vlaženje Staklena površina.

Hall Voda u polistirenom plovilu. Gledajući površinu vode, vidjet ćemo da to nije vodoravno. Na rubu plovila je iskrivljeno. To se događa, jer su snage privlačnosti između molekula vode veće od sila adhezije (adhezija). A u staklenoj posudi, vodena površina ivice je uvijena prema gore. U ovom slučaju, snaga adhezije je više intramolekularne vodene sile. U širokim brodovima ova zakrivljenost se primijeće samo na zidovima plovila. A ako je plovilo uska, ta je zakrivljenost primjetno povučena po površini vode.

Fenomen adhezije se široko koristi u raznim industrijama - bojama, farmaceutskim, kozmetičkim itd. Vlaženje je potrebno prilikom lijepljenja, slikanje tkiva, nanošenjem na površinuboje, lakovi. A u izgradnji bazena svojih zidova, naprotiv, prekriven materijalom koji nije vlažen vodom. Isti materijali koriste se za kišobrane, kabanice, vodootporne cipele, tende.

Kapilarnost

Još jedan zanimljiva značajka Tečnosti - kapilarni efekat . Tako se naziva njenom mogućnost promjene razine u cijevima, uskim posudama, poroznim tijelima.

Ako izostavite usku staklenu cijev (kapilaru) u vodu, tada možete vidjeti kako u njemu izlazi vodeni stupac. Već cijev, to je veći vodovod. Ako donju cijev spustite u tekućinu živu, visina stupca žive bit će ispod nivoa tekućine u posudi.

Tečnost u kapilarima može se povećati kroz uski kanal (kapilaran) samo ako ne može svojim zidovima. To se događa u prizemlju, pijesku, staklenim cijevima za koje se vlaga lako raste. Iz istog razloga, kerozinski fitilj u kerozinskoj lampi je impregniran, ručnik upija vlagu iz vlažnih ruku, javljaju se različiti kemijski procesi. U biljkama u kapilarima dolaze do lišća hranjive sastojke i vlaga. Zahvaljujući kapilarnom učinku postoji vitalna aktivnost živih organizama.

Već znamo da tekućine imaju fiksni volumen i uzmu oblik plovila u kojem su. Takođe znamo da je gustina tečnosti mnogo veća od gasova. U općem predmetu gustoća tečnosti su vrijednosti slične gustoćom krutih tvari. Stisak tečnosti je vrlo mala, jer postoji vrlo malo slobodnog prostora između čestica tečnosti.

Slobodno padaju kap vode. Njen sferni oblik je zbog površinske napetosti.

Moramo razmotriti još tri druga važna svojstva tečnosti. Sva ova svojstva mogu se objasniti na temelju zastupanja kinetičke teorije tekućina.

Fluidnost i viskoznost. Poput tečnih gasova mogu teći, a ova nekretnina se naziva fluidnost. Otpor na protok naziva se viskoznost. Fluidnost i viskoznost utječu na niz faktora. Najvažnije su snage atrakcije između tečnih molekula, kao i oblik, strukturu i relativna molekularna težina ovih molekula. Tok fluida koji se sastoji od velikih molekula niži je od tečnosti iz malih molekula. Tečna viskoznost je otprilike 100 puta više od gasova.

Površinski napon. Na molekuli, koji je u dubini tečnosti, sile intermolekularne privlačnosti ravnomjerno rade na svim stranama. Međutim, na površini tečnosti ove su sile neuravnotežene, a kao rezultat toga, površinski molekuli doživljavaju rezultat rezultirajuće sile usmjerene unutar tečnosti. Stoga se površina tečnosti ispostavila da bude u stanju zatezanja, sve vrijeme nastoji rezati. Površinska napetost tekućine je minimalna sila potrebna za prevazilaženje težnje čestica tečnosti unutar i na taj način drži površinu tekućine iz smanjenja. Postojanje površinske napetosti objašnjava sferni oblik slobodno padajućih kapljica tečnosti.

Difuzija. Ovo je naziv procesa kojom supstanca preraspodjela iz regije sa visokom koncentracijom ili visokom pritiskom u regiju s manjom koncentracijom ili manje pritiskom. Difuzija u tečnostima mnogo je sporija nego u gasovima, jer su čestice tečnosti pakirane mnogo gušće od čestica plina. Difuzija čestica u tečnosti podložna je čestim sudarima i zato se snažno kreće. U gasovima između čestica puno slobodnog prostora, i mogu preraspodjeti mnogo brže. Difuzija se vrši između obostrano rastvorljivog ili miješanja, tečnosti. Ne događa se između neuspješnih tekućina. Za razliku od tečnosti, svi gasovi se miješaju jedni s drugima i zato mogu razlikovati jedan drugom.