Ιδιότητες υγρών | Είναι όλα σημαντική ιδέα

Λίστα περιεχομένου

  • Φυσικές ιδιότητες του υγρού
  • Ειδικό βάρος
  • Πυκνότητα
  • Ποια είναι η απαίτηση ένδειξης της τιμής πυκνότητας βενζίνης και ντίζελ;
  • Τι θα συμβεί εάν αλλάξει η πυκνότητα της βενζίνης ή του ντίζελ;
  • Ειδικό βάρος
  • Συγκεκριμένη ένταση
  • Συμπίεση και μαζικός συντελεστής
  • Ιξώδες
  • Ο νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα
  • Κινητικό ιξώδες
  • Επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες
  • Ερωτήσεις & Απαντήσεις
  • Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Φυσικές ιδιότητες των υγρών

Οι ιδιότητες μπορούν να περιγράψουν τη φυσική κατάσταση οποιουδήποτε υγρού. Είναι σημαντικό να κατανοήσετε τις διάφορες ιδιότητες του υγρού πριν αναλύσετε το πρόβλημα της ροής του υγρού. Οι ιδιότητες μπορούν να οριστούν ως το φυσικό χαρακτηριστικό που δείχνει την κατάστασή του

Οι ιδιότητες του υγρού χωρίζονται γενικά σε δύο μέρη

Εντατική ιδιοκτησία: είναι μια ιδιοκτησία της οποίας το μέγεθος δεν εξαρτάται από τη μάζα. Για παράδειγμα, πίεση, θερμοκρασία, πυκνότητα μάζας κ.λπ.

Εκτεταμένη ιδιότητα: είναι μια ιδιότητα του οποίου το μέγεθος εξαρτάται από τη μάζα. Για παράδειγμα, όγκος βάρους, μάζα κ.λπ.

Ειδικό βάρος

Το ειδικό βάρος ορίζεται ως βάρος ανά μονάδα όγκου

Π = β / β

Εδώ w είναι το βάρος του υγρού,

V είναι ο όγκος του υγρού.

Όπως γνωρίζουμε, το βάρος του σώματος είναι η δύναμη του σώματος στο κέντρο της γης.

Εκφράζεται ως ο πολλαπλασιασμός της μάζας του σώματος και η επιτάχυνση της βαρύτητας. Η τιμή του g μετράται στο επίπεδο της θάλασσας 9.8 m / s2

Το βάρος είναι μια δύναμη, έτσι η μονάδα βάρους είναι Newton (N). Η μονάδα όγκου είναι m3

Ως εκ τούτου, η μονάδα ειδικού βάρους είναι N / m3

Το ειδικό βάρος του νερού είναι 9810 N / m3 σε κανονική πίεση 760 mm υδραργύρου και θερμοκρασία 4 ° C.

Το ειδικό βάρος του θαλασσινού νερού είναι 10000 -10105 N / m3.

Η υψηλότερη τιμή του ειδικού βάρους στο θαλασσινό νερό οφείλεται στο διαλυμένο αλάτι και στα στερεά σωματίδια. Το ειδικό βάρος του υδραργύρου είναι 13 φορές μεγαλύτερο από το νερό. Ο αέρας έχει ειδικό βάρος περίπου 11.9 N / m3 (σε θερμοκρασία 15 ° C και τυπική ατμοσφαιρική πίεση).

Δεδομένου ότι το ειδικό βάρος εξαρτάται από την επιτάχυνση της βαρύτητας, η τιμή του αλλάζει με τη βαρύτητα.

Πυκνότητα

Η πυκνότητα, το σύμβολο της πυκνότητας, είναι rho (;). Ο τυπικός ορισμός της πυκνότητας είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου.

Με άλλα λόγια, μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για θέμα (ποσότητα) αποθήκευσης υγρών στον δεδομένο όγκο.

ρ = m / V

Εδώ, το m είναι μάζα υγρού, το V δείχνει τον όγκο του υγρού,

Γνωρίζουμε ότι η μονάδα μάζας είναι σε kg και η μονάδα όγκου είναι σε m3

Έτσι, η μονάδα πυκνότητας λαμβάνεται σε kg / m3

Η πυκνότητα μάζας νερού 15.5 ° C είναι 1000 kg / m3

Η πυκνότητα μάζας αέρα είναι 1.24 kg / m3 σε κανονική θερμοκρασία 20 ° C και κανονική ατμοσφαιρική πίεση.

Ιδιότητες υγρών
Πυκνότητα Πίστωση Wiki.anton

Έχω μια πρακτική ερώτηση για εσάς. Συχνά επισκέπτεστε την αντλία βενζίνης γεμίζοντας βενζίνη στο ποδήλατο ή το αυτοκίνητό σας. Έχετε παρατηρήσει ότι η πυκνότητα βενζίνης ή ντίζελ εμφανίζεται στην οθόνη. Τώρα κατανοήστε προσεκτικά την ερώτησή μου,

Ποια είναι η απαίτηση ένδειξης της τιμής πυκνότητας βενζίνης και ντίζελ; Τι θα συμβεί εάν αλλάξει η πυκνότητα της βενζίνης ή του ντίζελ;

Σκεφτείτε το ως μηχανικός και βρείτε μια απάντηση.

Ειδικό βάρος

Το ειδικό βάρος προσδιορίζεται καλά ως ο λόγος της πυκνότητας μάζας ή του ειδικού βάρους του υγρού προς την πυκνότητα μάζας ή το ειδικό βάρος του τυπικού υγρού.

Sg = \ rho_ {ρευστό} / \ rho_ {sf}

Εδώ, το τυπικό ρευστό (sf) για υγρό είναι νερό στους 4 ° C και το τυπικό υγρό για αέρια είναι αέρα στους 0 ° C.

Όπως μπορούμε να δούμε, το ειδικό βάρος είναι ο λόγος της ίδιας ιδιότητας, έτσι το συγκεκριμένο βάρος είναι χωρίς μονάδα.

Δεν υπάρχει διάσταση συγκεκριμένου βάρους ..

Το ειδικό βάρος του υδραργύρου (Hg) είναι συνήθως 13.6 φορές υψηλότερο από το νερό. Αυτό σημαίνει ότι ο υδράργυρος είναι 13.6 φορές βαρύτερος από το νερό.

Συγκεκριμένη ένταση

Ο ειδικός όγκος είναι αμοιβαία πυκνότητα μάζας

Μπορεί να οριστεί ως η αναλογία όγκου και μάζας

v = V / m

Ο πρακτικώς συγκεκριμένος όγκος είναι μια πιο χρήσιμη μελέτη ασυμπίεστου υγρού.

Η μονάδα του συγκεκριμένου όγκου είναι m3/κιλό.

Συμπίεση και μαζικός συντελεστής

Η μελέτη της μηχανικής ρευστών περιλαμβάνει συμπιέσιμο και ασυμπίεστο ρευστό.

Το συμπιέσιμο ρευστό σημαίνει ότι θα συρρικνωθεί όταν εφαρμόζεται πίεση και η απομάκρυνση της πίεσης θα διευρυνθεί.

Η συμπιεσιμότητα είναι η βασική ιδιότητα του υγρού. Είναι η ικανότητα του υγρού να μεταβάλλει τον όγκο υπό πίεση. Η εξίσωση του συντελεστή συμπιεστότητας δίνεται ως,

\ beta_c = (- 1) / V (dV / dp)

Εδώ, το dp αλλαγή στην εφαρμοζόμενη πίεση και dV είναι μια αλλαγή έντασης.

Εδώ, το σύμβολο -ve υποδηλώνει αύξηση στη μείωση της έντασης των αποτελεσμάτων της πίεσης. Ο συντελεστής συμπιεστότητας συμβολίζεται με το Βc.

Γενικά, σε αυτή τη μέτρηση η συμπιεσιμότητα του ρευστού αντιπροσωπεύεται από τον όγκο ελαστικότητας του όγκου και ο συντελεστής ελαστικότητας του όγκου λαμβάνεται ως αμοιβαίος του Συντελεστή συμπιεστότητας.

Κ = 1 / \ beta_c

Ιξώδες

Το ιξώδες μπορεί να οριστεί καθώς είναι ιδιότητα του υγρού από το οποίο ασκεί αντίσταση στη ροή.

Πρακτικά, αν πάρουμε ένα παράδειγμα, το ρευστό ρέει πάνω από οποιαδήποτε στερεή επιφάνεια ή επιφάνεια πλανίσματος. Η ταχύτητα του ρευστού θεωρείται αμελητέα (μηδέν) στο όριο της στερεάς επιφάνειας και η ταχύτητα βρίσκεται αυξανόμενη μακριά από το όριο της στερεάς επιφάνειας. Τα υγρά στρώματα προσφέρουν αντίσταση μεταξύ τους. Είναι ένας τύπος τριβής μεταξύ ρευστών στρωμάτων.

Ας υποθέσουμε ότι παρατηρούμε το προφίλ ταχύτητας στα στρώματα υγρού. Η ταχύτητα βρίσκεται μικρότερη κοντά στη στερεά επιφάνεια. Η ταχύτητα βρίσκεται μεγαλύτερη στο εξωτερικό στρώμα, μακριά από το όριο της στερεάς επιφάνειας. Αυτό συμβαίνει λόγω εσωτερικής αντίστασης και είναι γνωστό ως ιξώδης αντίσταση. Όλα τα πραγματικά ρευστά έχουν ιξώδες. Όπως γνωρίζουμε, αυτό το ιδανικό υγρό δεν έχει ιξώδες. Μερικά παραδείγματα εξαιρετικά ιξώδους υγρού είναι η γλυκερίνη, η πίσσα και η μελάσα κ.λπ.

Τα υγρά με χαμηλότερο ιξώδες είναι αέρας, νερό, βενζίνη κ.λπ.

Ο νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα

Ας εξετάσουμε δύο παρακείμενα στρώματα σε απόσταση dy,

Η ταχύτητα του επιπέδου 1 είναι u,

Η ταχύτητα του επιπέδου 2 είναι u + du,


Ο νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα Πιστωτική Wikipedia

Το ανώτερο στρώμα ρέει με ταχύτητα u + du. Το άνω στρώμα προσφέρει αντίσταση στο κάτω στρώμα με δύναμη άσκησης F. Το κάτω στρώμα παρέχει επίσης αντίσταση στο πάνω στρώμα με ίση και αντίθετη δύναμη F. Αυτές οι δύο αντίθετες δυνάμεις δημιουργούν αντίσταση διάτμησης. 

 Δηλώνεται με τ αντίσταση διάτμησης. Είναι ανάλογη με την κλίση ταχύτητας.

\ tau \; \άλφα\; du / dy

\ tau \; = \; \ μ \; du / dy

Εάν καταργήσουμε το αναλογικό όριο, μπορούμε να θέσουμε ένα σταθερό;

Εδώ, η σταθερά της αναλογικότητας ή του παράγοντα αναλογικότητας είναι μ

Αναγνωρίζεται ως ο Συντελεστής ιξώδους. Η τιμή του συντελεστή ιξώδους εξαρτάται από τον τύπο της επιφάνειας και την τραχύτητα της επιφάνειας.

Αυτή η εξίσωση είναι ευρέως γνωστή ως νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα.

Υπάρχει κάποια παρατήρηση βάσει αυτού του νόμου. Αυτές οι παρατηρήσεις είναι χρήσιμες για τη μελέτη της κατανομής ιξώδους και ταχύτητας.

Η διατμητική τάση είναι η μέγιστη ταχύτητα κλίσης είναι υψηλή.

Όταν η κλίση ταχύτητας είναι μηδέν, η τάση διάτμησης είναι επίσης μηδέν.

Η τιμή της διατμητικής τάσης είναι μέγιστη στο όριο, και ταυτόχρονα θα μειωθεί από το όριο.

Η μονάδα του ιξώδους μπορεί να διατυπωθεί από τον νόμο του ιξώδους του Νεύτωνα ..

\ mu = \ tau / ((du / dy)) = (N / m ^ 2) / ((m / s * 1 / m)) = (N * s) / m ^ 2 = Pa * s

Εδώ, N / m2 ως Pascal (Pa). Μερικές φορές, ο Συντελεστής δυναμικού ιξώδους λαμβάνεται σε ηρεμία (P).

1 Poise = 0.1 Pa * s

Το δυναμικό ιξώδες του νερού είναι 1 centipoise (cP) = 10-3 Ν s / m2

Το δυναμικό ιξώδες του αέρα είναι 0.0181 centipoise = 0.0181 * 10-3 Ν s / m2

Το νερό είναι 55 φορές πιο πυκνό από τον αέρα.

Η δεδομένη τιμή είναι σε κανονική θερμοκρασία 20 ° C και ατμοσφαιρική πίεση.

Κινητικό ιξώδες

Το κινηματικό ιξώδες ορίζεται καλά ως η αναλογία δυναμικού ιξώδους και πυκνότητας.

Η μονάδα κινηματικού ιξώδους διαμορφώνεται ως,

v = μ / ρ

Όπως γνωρίζουμε, αυτή η μέτρηση δεν περιλαμβάνει καμία δύναμη ή ενέργεια, επομένως η μονάδα του κινηματικού ιξώδους μόνο του μήκους και του χρόνου.

Αυτή η μονάδα είναι συνήθως γνωστή ως stokes.

Το κινηματικό ιξώδες του νερού είναι 10 ανύψωση σε μείον 6 μέτρα τετραγωνικά ανά δευτερόλεπτο

Το κινηματικό ιξώδες του αέρα είναι 15

Η τιμή είναι σε κανονική θερμοκρασία 20 ° C και ατμοσφαιρική πίεση.

Το κινηματικό ιξώδες του αέρα είναι 15 φορές υψηλότερο από το νερό.

Επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες

Το αποτέλεσμα της θερμοκρασίας. Η τιμή του ιξώδους είναι διαφορετική σε υγρά και αέρια.

Αν θεωρήσουμε ότι το ρευστό είναι μια υγρή τιμή του δυναμικού ιξώδους μειώνεται με αύξηση της θερμοκρασίας

Ας υποθέσουμε ότι το υγρό είναι αέριο. η τιμή του ιξώδους αυξάνεται με αύξηση της θερμοκρασίας.

Ας δούμε γιατί

Στο υγρό, τα μόρια είναι πιο κοντά σε σύγκριση με τα αέρια.

Το ιξώδες δρα κυρίως λόγω της μοριακής συνοχής. Η μοριακή συνοχή μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

 Η εμπειρική σχέση αναπτύσσεται για να εξηγήσει τη διακύμανση του ιξώδους λόγω θερμοκρασίας.

Για υγρό:

\ mu = \ mu_ {0} / (1 + At + Bt ^ 2)

Εδώ, μ είναι το ιξώδες στην επιθυμητή θερμοκρασία t ° C.

 μ0 είναι το ιξώδες στους 0 ° C

Τα Α, Β είναι η σταθερά και η τιμή τους εξαρτάται από το χρησιμοποιημένο υγρό.

Για νερό μ0= 0.0179 poise, A = 0.03368, B = 0.000221

Για αέρια:

\ mu_t = \ mu_0 + \ alpha t- \ beta t ^ 2

Εδώ, μt είναι το ιξώδες στην επιθυμητή θερμοκρασία t ° C.

 μ0 είναι το ιξώδες στους 0 ° C

Τα α, β είναι η σταθερά και η τιμή του εξαρτάται από το χρησιμοποιημένο αέριο

Για αέρα. μ0= 1.7 * 10-5 Ns / m2, α = 0.56 * 10-7, β = 0.1189 * 10-9

Ερωτήσεις & Απαντήσεις

Τι είναι η εντατική ιδιοκτησία;

Είναι η ιδιότητα του υγρού του οποίου το μέγεθος δεν εξαρτάται από τη μάζα ή την ύλη.

Ποιο είναι το βάρος του σώματος; Είναι ένας τύπος δύναμης;

Ναι, το βάρος είναι δύναμη. Το βάρος του σώματος είναι η δύναμη του σώματος στο κέντρο της γης.

Γιατί το ειδικό βάρος δεν έχει καμία μονάδα;

Ειδικό βάρος είναι ο λόγος πυκνότητας του υγρού προς την πυκνότητα του τυπικού υγρού. Αυτό σημαίνει ότι η αναλογία των παρόμοιων τύπων. Άρα δεν υπάρχει μονάδα ειδικής βαρύτητας.

Ποιος τύπος μελέτης απαιτεί τη χρήση συγκεκριμένου όγκου;

Η μελέτη του συμπιέσιμου ρευστού απαιτεί τη χρήση ιδιοτήτων ειδικού όγκου.

Τι είναι η συμπιεσιμότητα;

Η συμπιεσιμότητα είναι η σημαντική ιδιότητα του υγρού. Είναι η ικανότητα του υγρού να πάρει τον όγκο αλλαγής υπό πίεση.

Τι σημαίνει αρνητικό σημάδι στην εξίσωση της συμπιεστότητας;

Το αρνητικό σημάδι υποδηλώνει αύξηση των αποτελεσμάτων πίεσης μείωση στον όγκο.

Προσκαλέστε την παρατήρηση βάσει του νόμου του ιξώδους του Νεύτωνα.

Η διατμητική τάση είναι η μέγιστη ταχύτητα. Η κλίση είναι υψηλή

Όταν η κλίση ταχύτητας είναι μηδέν, η διατμητική τάση είναι επίσης μηδέν

Η τιμή της διατμητικής τάσης είναι μέγιστη στο όριο και ταυτόχρονα θα μειωθεί από το όριο.

Ορίστε το κινηματικό ιξώδες. Γιατί η μονάδα περιλαμβάνει μόνο διαστάσεις μήκους και χρόνου;

Το κινηματικό ιξώδες παριστάνεται ως το λόγο του δυναμικού ιξώδους και της πυκνότητας. Γνωρίζουμε ότι το κινηματικό δεν περιλαμβάνει καμία δύναμη ή ενέργεια, επομένως η μονάδα του κινηματικού ιξώδους μόνο του μήκους και του χρόνου.

Ποιο είναι το αποτέλεσμα της θερμοκρασίας. σε αέριο υγρό;

Εάν το υγρό είναι αέριο, τότε η τιμή του ιξώδους αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Δώστε μερικά παραδείγματα εξαιρετικά ιξώδους υγρού.

Παραδείγματα εξαιρετικά ιξώδους υγρού είναι η γλυκερίνη, η πίσσα και η μελάσα κ.λπ.

Ποιες είναι οι τιμές των σταθερών σε σχέση με την «επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες των αερίων;

μ0 είναι το ιξώδες στους 0 ° C

Τα α, β είναι η σταθερά και η τιμή του εξαρτάται από το χρησιμοποιημένο αέριο

Για αέρα. μ0= 1.7 * 10-5 Ns / m2, α = 0.56 * 10-7, β = 0.1189 * 10-9

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Ποιο από τα παρακάτω είναι εκτεταμένη ιδιοκτησία;

α) Πίεση β) Πυκνότητα μάζας γ) Τόμος           δ) Θερμοκρασία

Δώστε τη μονάδα συγκεκριμένου βάρους.

α) N / m b) N / m2                                c) N / m3                                δ) m / N

Ποια είναι η αξία του ειδικού βάρους του θαλασσινού νερού (σε κανονική κατάσταση);

a) 10000 -10105 N / m3     β) 20000 -20105 N / m3     γ) 1000-1105 N / m3          δ) Κανένα από τα παραπάνω

Πόσες φορές είναι ο υδράργυρος βαρύτερος από το νερό;

α) 11 β) 12 γ) 13                       δ) 14

Ποια είναι η πυκνότητα του νερού στα 15.5° C σε kg / m3

α) 994 β) 1000                 γ) 1500 δ) 846

Το ειδικό βάρος είναι λόγος πυκνότητας μάζας υγρού προς πυκνότητα μάζας _______

α) συμπιέσιμο ρευστό β) ασυμπίεστο ρευστό γ) Πρότυπο υγρό                               δ) Κανένα

Ο συγκεκριμένος τόμος είναι αμοιβαίος __________

α) Ειδικό βάρος β) Ιξώδες γ) Πυκνότητα μάζας                 δ) Ειδικό βάρος

Το μεγαλύτερο μέτρο ελαστικότητας είναι αμοιβαίο του___________

α) Συντελεστής ιξώδους β) Συντελεστής απόδοσης γ) Συντελεστής συμπιεστότητας                 δ) Κανένα

Το ιξώδες μπορεί να οριστεί ως αντίσταση στο ________

a) Ροή ρευστού       β) Ροή ρεύματος c) Ροή θερμοκρασίας d) Πίεση

Ποια είναι η μονάδα κινηματικού ιξώδους;

α) N / m b) m / s c) m3/ δ δ) m2/s

Εάν το υγρό είναι υγρό, τότε η τιμή του δυναμικού ιξώδους θα ________ με την αύξηση της θερμοκρασίας του υγρού.

α) Αύξηση β) Μείωση                        γ) να είστε σταθερός δ) Κανένα από αυτά

Η μοριακή συνοχή μειώνεται με τη θερμοκρασία________.

a) Αυξάνουν          β) Μείωση γ) Παραμένει σταθερή δ) Κανένα

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο είναι η έννοια των διαφόρων ιδιοτήτων και η σχέση τους. Οι ιδιότητες όπως ειδικό βάρος, πυκνότητα μάζας, ειδικό βάρος και συγκεκριμένος όγκος καθορίζονται με τη μονάδα. Η έννοια του ιξώδους και ο νόμος του ιξώδους του Νεύτωνα περιγράφονται λεπτομερώς με τις εξισώσεις της. Το πιο σημαντικό φαινόμενο, η επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες του υγρού, συζητείται για να καταστήσει την ιδέα πιο κατανοητή.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη μηχανική ρευστών, παρακαλώ Κάνε κλικ εδώ

Σχετικά με τον Deepakkumar Jani

Είμαι ο Deepak Kumar Jani, ακολουθώντας διδακτορικό στη Μηχανική - Ανανεώσιμη ενέργεια. Έχω πέντε χρόνια διδασκαλίας και διετή ερευνητική εμπειρία. Το αντικείμενο που ενδιαφέρομαι είναι η θερμική μηχανική, η αυτοκινητοβιομηχανία, η Μηχανολογική μέτρηση, το Σχέδιο Μηχανικής, η Μηχανική Ρευστών κ.λπ. Έχω υποβάλει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την «Υβριδοποίηση πράσινης ενέργειας για παραγωγή ενέργειας». Έχω δημοσιεύσει 17 ερευνητικά έγγραφα και δύο βιβλία.
Χαίρομαι που είμαι μέλος του Lambdageeks και θα ήθελα να παρουσιάσω κάποια από τα στοιχεία μου με απλοϊκό τρόπο στους αναγνώστες.
Εκτός από τους ακαδημαϊκούς και την έρευνα, μου αρέσει η περιπλάνηση στη φύση, η σύλληψη της φύσης και η ευαισθητοποίηση για τη φύση μεταξύ των ανθρώπων.
Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/jani-deepak-b0558748/.
Ανατρέξτε επίσης στο κανάλι You-tube σχετικά με την «Πρόσκληση από τη Φύση»

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks