Lepkość wody Lepkość kinematyczna wody. Dynamiczna lepkość wody

Woda jest cieczą, bez której życie na ziemi nie jest możliwe. Ale wielu nie wie, że ma wiele właściwości, kilka typów i funkcji. Jedną z nich jest lepkość, którą stosuje się nie tylko w fizyce, ale także w innych dziedzinach wiedzy i życia ludzkiego. Są to takie branże, jak medycyna, kosmetologia, gotowanie, przemysł samochodowy. Inny typ tej cechy - lepkość warunkowa - jest aktywnie wykorzystywany w przemyśle naftowym, chemii i fizyce.

Jakie jest zjawisko - dynamiczna lepkość wody?

Rozciąganie, płynna substancja podlega oporowi. Podobnie dzieje się podczas ścinania. Takie zjawisko zależy od prędkości, z jaką cząstki cieczy powstają, gdy poruszają się różne warstwy wody. Kiedy zbiornik porusza się szybciej, siła przyspieszająca wysuwa się na czoło zbiornika, który porusza się wolniej. Kiedy odwrotne zjawisko działa jak hamowanie. Obie siły działają w kierunku powierzchni warstw wody na stycznej.

Charakterystyczną cechą jest lepkość wody, odporna na ruch cząstek w stosunku do siebie. Jest podzielony na masowy i styczny. Masa jest odporna na rozciąganie, zaczyna działać, gdy jest różna fale dźwiękowe. Styczna lepkość jest odporna na ścinanie.

Charakterystyczną właściwością wody jest płynność, którą nieustannie napotykamy. Lepkość płynu jest odwrotnie proporcjonalna do jego płynności. Między poszczególnymi cząsteczkami występuje siła tarcia i aby je przenieść, konieczne jest podjęcie wysiłku. Zjawisko to otrzymało w nauce nazwę "dynamiczna lepkość wody", którą można zwiększyć, jeśli jakiekolwiek substancje zostaną rozpuszczone w wodzie. Może to być wiele soli. Dynamiczna lepkość wody nazywana jest również absolutną, można ją rozpoznać po iloczynie gęstości cieczy i jej kinematycznej oporności.

Taka zmniejszona płynność, w której prędkość liniowa pod wpływem nacisku ścinania wynoszącego 1 nanometr na metr kwadratowy ma gradient jednego metra na sekundę na metr odległości prostopadłej do płaszczyzny ścinania, jest jednostką o absolutnej (dynamicznej) lepkości. Jest mierzony za pomocą współczynnika lepkości dynamicznej (μ, η). Na przykład w woda morska tam, gdzie obecne są związki nieorganiczne, odporność na wodę jest znacznie wyższa niż w przypadku wody słodkiej. Można to odczuć nawet podczas pływania: jeśli porównamy wodę Azowskiego z Morzem Śródziemnym, to w drugim wariancie dana osoba nauczy się pływać szybciej, ponieważ woda jest bardziej słona.

Jaka jest lepkość kinematyczna wody?

W fizyce znane są dwa typy płynów - newtonowskie i nienewtonowskie. Przepływ pierwszego typu zostanie opisany zgodnie z prawami tarcia lepkości Newtona. W związku z tym zmienia się nazwa współczynnika proporcjonalności. Lepkość kinematyczna wody w temperaturze 20 stopni Celsjusza wynosi 1,006 * 10 ⁶ m ² / s.

Istnieją specjalistyczne tabele z wartościami kinematyki oporności płynu. Zmieniają się przy różnych wskaźnikach temperatury przy ciśnieniu atmosferycznym 760 mm Hg. Wartości, w których wyraża się lepkość wody, prezentowane są w nich w zakresie temperatur od 0 do 350 ° C. Jeżeli ta ciecz jest podgrzewana do temperatury wyższej niż 100 ° C, jej rezystancja kinematyczna jest podana na linii nasycenia. Wartości te są ważne w różnych temperaturach. Bez nich nie da się tego zrobić przy obliczaniu wartości liczby Reynoldsa, która odpowiada pewnemu sposobowi przepływu cieczy lub gazu.

Analiza porównawcza różnych płynów podlegających prawu Newtona, na przykład krwi lub olejów, wykazała, że ​​woda ma niższą lepkość. Ma dużą odporność w porównaniu z cieczami organicznymi.

Równanie kinematycznej lepkości wody

Miarą kinematycznej oporności płynu jest współczynnik lepkości kinematycznej wody. To, podobnie jak każda ilość fizyczna, można również obliczyć. Wyraża się to stosunkiem lepkości dynamicznej do gęstości:

ν = μ / ρ, gdzie

• μ oznacza lepkość dynamiczną w N * s / m2;
• ρ jest gęstością w kg / m ³ ;
• ν - opór kinematyczny wm ² / c.

Naturalnie lepkość zmienia się jako agregacyjny stan materii. Takie dane naukowe są wykorzystywane w statkach powietrznych i przemyśle stoczniowym oraz w niektórych innych gałęziach przemysłu.

Co dzieje się z wodą, gdy temperatura wzrasta?

Utrudniona płynność płynu zmienia się wraz ze wzrostem lub spadkiem temperatury, tj. Lepkość kinematyczna wody i wskaźnik dynamiczny nie są stabilne. W związku z tym współczynniki oporu soli i świeża woda różne.

Ponieważ nie można zapamiętać wszystkich wartości tych współczynników, istnieją specjalistyczne tabele, w których lepkość wody określa się w temperaturach na różnych poziomach. Dane są wykorzystywane w teorii i praktyce.

Jak określić lepkość płynu?

Lepkościomierz ten specjalizuje się w pomiarze tej charakterystyki wody za pomocą następujących metod:

• metoda spadającej kuli;
• przepływ płynu przez kapilarę;
• określanie oporności za pomocą wiskozymetrów obrotowych.

Wyznaczając współczynnik lepkości wody, w praktyce częściej stosuje się metody względne, a nie bezwzględne, co pozwala nam zaniedbać stałą instrumentów w obliczeniach. Najpierw wykonuje się pomiary dla standardowego płynu, a następnie dla testu.

Od czego zależy lepkość?

Ta charakterystyka zależy od natury substancji. Jeżeli kształt różnych cząstek cieczy różni się od sferycznych, przy zmianie współczynnika lepkości, opór takiej substancji znacznie wzrasta i nie jest już obliczany zgodnie z równaniem Newtona. W kształcie pręcików, w kształcie liścia cząsteczek roztworu znajdujących się w różnych żeli. Ich odporność wzrasta ze względu na fakt, że ich cząsteczki miceli tworzą strukturę szkieletu sieci, w której znajduje się ciecz.

Zmienia wartość i kinematyczną lepkość wody, ogrzewania i chłodzenia. Kiedy temperatura wzrasta, staje się mniejsza. Innymi słowy, woda staje się mniej odporna po podgrzaniu, a przy maksymalnym chłodzeniu pojawia się wysoka lepkość wody.