właściwości płynów

Fizyczny

2022

Wyjaśniamy, jakie są właściwości płynów, pierwotne lub termodynamiczne i wtórne lub specyficzne zachowanie.

Płyny mają różną lepkość w zależności od substancji.

Jakie właściwości mają płyny?

Płyny są ciągłymi mediami materiałowymi utworzonymi przez Substancje w którym istnieje słaba siła przyciągania między ich cząstki. Dlatego zmieniają kształt, nie wytwarzając się w środku siły które mają tendencję do przywracania ich pierwotnej konfiguracji (tak jak w przypadku solidny odkształcalny).

Inną ważną właściwością płynów jest lepkość, dzięki czemu można je podzielić na:

  • Płyny newtonowskie lub o stałej lepkości.
  • Płyny nienewtonowskie, których lepkość zależy od ich temperatura i przyłożone do nich naprężenie ścinające.
  • Płyny doskonałe lub nadciekłe, które wykazują widoczny brak lepkości.

Pamiętajmy, że tylko płyny Y gazy są uważane za płynne. Wielokrotnie mówimy o „płynach idealnych”, ponieważ łatwiej je badać i choć w rzeczywistości nie istnieją, są doskonałym przybliżeniem. Ciała stałe nie mają elementarnej właściwości płynięcia i dlatego mają tendencję do zachowywania swojego kształtu, ponieważ przyciąganie między ich cząsteczkami jest znacznie silniejsze.

Podstawowe właściwości płynów

Płyny, podobnie jak powietrze, przybierają kształt pojemnika.

Płyny mają elementarne właściwości fizyczne, które definiują i odróżniają je od innych form materiał, Jak na przykład:

  • Nieskończona odkształcalność. Ich molekuły podążają za ruchami nieograniczonymi, a pomiędzy nimi wszystkimi nie ma pozycji równowagi.
  • Ściśliwość. Możliwe jest skompresowanie płynów do pewnego stopnia, czyli sprawienie, by zajmowały Tom mniej niż kości. Gazy są bardziej ściśliwe niż ciecze.
  • Lepkość. Jest to nazwa nadana wewnętrznemu napięciu płynu, który przeciwstawia się ruchczyli do wytrzymałość poruszania się oferowanego przez płyn, a to jest znacznie większe w cieczach niż w gazach.
  • Brak pamięci kształtu. Płyny przyjmują kształt pojemnika, w którym się znajdują, tzn. jeśli są zdeformowane, nie wracają do swojej pierwotnej konfiguracji, a więc są całkowicie pozbawione elastyczność.

Właściwości termodynamiczne (lub pierwotne)

Gęstość płynu jest definiowana jako jego masa podzielona przez zajmowaną przez nią objętość.

Nazywane również właściwościami podstawowymi, są to te, które mają związek z poziomami Energia w płynach.

  • Ciśnienie. Miara w paskalach w System międzynarodowy (SI), ciśnienie jest rzutem siły, którą płyn wywiera prostopadle do powierzchni jednostkowej. Na przykład: ciśnienie atmosferyczne lub ciśnienie powietrza Woda na dnie oceanu.
  • Gęstość. Jest to wielkość skalarna, która jest zwykle mierzona w kilogramach na metr sześcienny lub gramach na centymetr sześcienny. Mierzy ilość materii na daną objętość a substancjaniezależnie od wielkości i masa.
  • Temperatura. Jest ona związana z ilością energii wewnętrznej układu termodynamicznego (ciało, płyn itp.) i jest wprost proporcjonalna do Energia kinetyczna średnia jego cząstek. Temperatura może być mierzona przez nagrywanie ciepło że system poddaje się a termometr.
  • Entalpia. Symbolizowane w fizyczny Literą H określa się ilość energii, jaką dany układ termodynamiczny wymienia z otoczeniem, tracąc lub pozyskując ciepło za pomocą różnych mechanizmów, ale przy stałym ciśnieniu.
  • Entropia. Symbolizowany literą S, określa stopień nieuporządkowania układów termodynamicznych w równowadze i opisuje nieodwracalność procesów, którym podlegają. W systemie izolowanym entropia nigdy nie może się zmniejszyć: albo pozostaje stała, albo wzrasta.
  • Ciepło właściwe. Jest to ilość ciepła, jakiej potrzebuje jednostka substancji, aby podnieść jej temperaturę o jedną jednostkę. W zależności od zastosowanych jednostek i skali do pomiaru temperatury jednostką ciepła właściwego może być np. cal / gr.ºC lub J / kg.K. Jest reprezentowany przez literę c.
  • Dokładna waga. To jest powód pomiędzy waga ilości substancji i jej objętości, mierzonej zgodnie z układem międzynarodowym w niutonach na metr sześcienny (N/m3).
  • Siła spójności. Cząsteczki substancji są utrzymywane razem przez różne siły międzycząsteczkowe (lub kohezyjne), które zapobiegają samoczynnemu oddaleniu się każdej z nich. Siły te są silniejsze w ciałach stałych, mniejsze w cieczach i bardzo słabe w gazach.
  • Energia wewnętrzna. Jest to suma całkowitej energii kinetycznej cząstek tworzących substancję wraz z energia potencjalna związane z ich interakcjami.

Specyficzne (lub drugorzędne) właściwości behawioralne

Napięcie powierzchniowe umożliwia owadom chodzenie po wodzie.

Te właściwości, zwane również wtórnymi, są typowe dla fizycznego sposobu zachowania się płynów:

  • Lepkość. Jest miarą odporności płynu na odkształcenia, naprężenia rozciągające i ruch. Lepkość odpowiada temu, że cząstki płynu nie poruszają się wszystkie z tą samą prędkością, co powoduje zderzenia między nimi, które opóźniają ruch.
  • Przewodność cieplna. Reprezentuje zdolność do przenikanie ciepła płynów, to znaczy przenoszenia energii kinetycznej cząstek na inne sąsiednie cząstki, z którymi się stykają.
  • Napięcie powierzchniowe. Jest to ilość energii niezbędna do zwiększenia powierzchni cieczy na jednostkę powierzchni, ale można ją rozumieć jako opór, jaki płyny, zwłaszcza ciecze, stawiają przy zwiększaniu swojej powierzchni. To właśnie pozwala niektórym owadom „chodzić” po wodzie.
  • Ściśliwość. Jest to stopień, w jakim objętość płynu można zmniejszyć, poddając go działaniu Ciśnienie lub kompresja.
  • Kapilarność. Powiązana z napięciem powierzchniowym płynów (a tym samym ich spójnością), jest to zdolność płynu do poruszania się w górę lub w dół kapilary, czyli to, jak bardzo płyn „zwilża”. Można to łatwo zauważyć, zanurzając końcówkę suchej serwetki w płynie i obserwując, jak wysoko płynna plama rozprzestrzenia się na papierze na siła grawitacji.
  • Współczynnik dyfuzji. Jest to łatwość, z jaką konkretna substancja rozpuszczona porusza się w danym rozpuszczalniku, w zależności od wielkości substancji rozpuszczonej, lepkości rozpuszczalnik, temperatura mieszanina i charakter substancji.
!-- GDPR -->