Вязкость жидкости. Коэффициент вязкости.
Мы называем жидкость вязкой, если при ее перемешивании нам приходится прикладывать большие усилия.
Если в двух параллельных соприкасающихся слоях жидкость движется с различной скоростью v1 и v2, то по границе их соприкосновения действуют силы вязкого трения (рис. 1):
Рис.1. Взаимодействие слоев жидкости.
Для медленного слоя 2 сила вязкого трения направлена так, что способствует его более быстрому движению. Для быстрого слоя 1 сила трения является тормозящей.
Сила взаимодействия слоев описывается формулой Ньютона:
S (1)
Здесь Δv = v2 - v1 - разность скорости в соседних слоях;
-расстояние между слоями;
отношение 
называется градиентом скорости.
η - коэффициент динамической вязкости; зависит от рода жидкости и ее температуры.
Из формулы (1) следует выражение для коэффициента вязкости:
(2)
На основе этого выражения введена производная единица коэффициента вязкости в системе СИ – 1Па‧с (паскаль-секунда):
В этой лабораторной работе пригодится тысячная доля от 1Па‧с – это 1мПа‧с (миллипаскаль-секунда).
Диапазон значений коэффициента динамической вязкости жидкостей весьма широк: у ацетона - 0,322 мПа‧с, а у глицерина – 1480 мПа‧с (1,48 Па‧с)
Примечания:
1. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Коэффициент кинематической вязкости ν и более привычный для нас коэффициент динамической вязкости η связаны следующим образом: ν=η/ρ, где ρ – плотность жидкости или газа. Единица измерения кинематической вязкости в системе СИ – 1 м2/с.
|
|
|
2. В литературе встречается внесистемная единица измерения коэффициента кинематической вязкости стокс (названа в честь английского физика и математика). Его связь с системой СИ: Ст = 1 см2/с = 0,0001 м2/с.
Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Вязкость крови.
В связи с обсуждением вопросов вязкости, представляет интерес несложная классификация, согласно которой жидкости подразделяются на две категории: на ньютоновские и неньютоновские.
У ньютоновских жидкостей коэффициент вязкости зависит только от рода вещества и температуры.
У неньютоновских жидкостей коэффициент вязкости зависит не только от температуры, но и от особенностей их течения: поперечные размеры потока, градиент скорости в нем. И вообще, все неньютоновские жидкости неньютоновы по-своему. Насколько неожиданными, непривычными и даже опасными могут быть неньютоновские жидкости, можно посмотреть в интернете. Наберите в поисковике болотную трясину или зыбучие пески, не пожалеете.
|
|
|
Ньютоновские жидкости состоят из простых неорганических молекул или низкомолекулярных органических. Простые молекулы – сравнительно простой характер взаимодействия параллельных слоев жидкости. Вязкость жидкости зависит только от температуры. При увеличении температуры коэффициент вязкости уменьшается.
Неньютоновские жидкости – сложные: суспензии, эмульсии, жидкости с протяженными молекулами высокополимеров.
Кровь – неньютоновская жидкость.
Это связано со сложностью состава: в плазме крови – разнообразные белки, оказывающие разнонаправленное влияние на ее вязкость. Большое влияние на вязкость крови оказывают ее форменные элементы.
Это проявляется и в сильной зависимости вязкости крови от условий ее протекания. Например, вязкость крови, измеренная в клинической лаборатории, может оказаться равной 5мПа·с, но кровь того же пациента в его же собственных капиллярах может иметь вязкость порядка 800 мПа‧с. Будь кровь ньютоновской жидкостью, ее вязкость в капиллярах оказалась бы тоже 5 мПа‧с.
|
|
|
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 327; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!