Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Физические свойства жидкостей





Общие сведения

В природе различают четыре агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Жидкость занимает промежуточное положение между твердыми веществами и газами.

Жидкость – физическое вещество, обладающее большой подвижностью частиц и всегда принимающее форму сосуда, в котором она находится

 

 

Плотность:

ρ = m/V (кг/м3). (1.1)

Удельный объем V (м3/кг) – это величина обратная плотности:

 

V = 1/ ρ

Плотность пресной воды при температуре t = 4ºС ρ = 1000кг/м3.

В гидравлике часто пользуются также понятием удельного веса γ (Н/м3):

γ = G/V, (1.2)

где G – вес жидкости в объеме V.

Поскольку G = mg , плотность и удельный вес связан между собой со отношением:

ρ = m/V = G/gV = γ /g или

γ = ρg

Сжимаемость - свойство жидкости изменять объем под действием давления называют сжимаемостью. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объемного сжатия (Па-1), который представляет собой относительное изменение объема, приходящееся на единицу давления:

(1.3.)

V0 – начальный объем, м3;

∆V – изменение объема, м3;

∆Р – изменение давления, Па.

Знак «минус» в формуле обусловлен тем, что положительному приращению (увеличению) давления Р соответствует отрицательное приращение (уменьшение) объема V. Величина, обратная коэффициенту , носит название объемного модуля упругости (модуля сжимаемости) К(Па).

Например, для воды Квод ≈ 2∙103 МПа.

Объемный модуль упругости входит в обобщенный закон Гука:

(1.4.)

Температурное расширениехарактеризуется коэффициентом температурного расширения , равным относительному изменению объема, при изменении температуры на 1°С при постоянном давлении:

(1.5)



- коэффициент температурного расширения.

Для воды при нормальных условиях можно принимать:

( )

Вязкость— это способность жидкости сопротивляться сдвигу слоев жидкости. Различают динамическую (μ) и кинематическую (ν) вязкости. Первая входит в закон жидкостного трения Ньюто­на, выражающий касательное напряжение τ через попере­чный градиент скорости dυ/dt:

.

Рис. 1. Зависимость вязкости от температуры

Вязкость зависит от температуры, причем характер этой зависимости для жидкостей и газов различен: вязкость жидкостей с увеличением температуры уменьшается, тогда как вязкость газов, наоборот, увеличивается.

Кинематическая вязкостьсвязана с динамической соотно­шением

, (1.6)

μ – динамическая вязкость измеряется в Па∙с. Па с = П (читается пуаз).

Единицей измерения кинематической вязкости служит м2/с. Применяют также единицу СГС Стокс :

1 = 10-4 м2

На практике вязкость жидкостей определяется вискозиметрами и чаще всего выражается в градусах Энглера (0Е), так называемая условная вязкость.

Для перехода от условной вязкости в градусах Энглера к кинематиче- ской вязкости служит эмпирическая формула Убеллоде:

(1.7)

Испаряемостьжидкостей характеризуется давлением на­сыщенных паров в функции температуры.

Давлением насыщенных паровможно считать то абсо­лютное давление, при котором жидкость закипает при данной температуре. Следовательно, минимальное абсолютное давле­ние, при котором вещество находится в жидком состоянии, равно давлению насыщенных паров ρн.п..

Поверхностное натяжение. На поверхности раздела жидкости и газа действуют силы поверхностного натяжения, стремящиеся придать жидкости сферическую форму и вызывающие некоторое дополнительное давление. Однако это развитие сказывается лишь при малых объемах жидкости.

Таблица 1

Поверхностное натяжение жидкостей (при температуре 20 0С)

Жидкость σ, Н/м Жидкость σ, Н/м
Бензол 0,029 Нефть 0,025
Вода 0,073 Ртуть 0,49
Глицерин 0,065 Спирт 0,0225
Мыльная вода 0,04    

 

Вследствие поверхностного натяжения жидкость, имеющая криволинейную поверхность, испытывает дополнительное усилие, увеличивающее или уменьшающее давление в жидкости на величину (формула Лапласа):

(1.8),

где σ – поверхностное натяжение, Н/м2;

r1 и r2 – главные радиусы кривизны рассматриваемого элемента поверхности.

Давление при выпуклой поверхности жидкости увеличивается, а при вогнутой уменьшается.

При температуре 20 0С поверхностное натяжение для воды, соприкасающейся с воздухом σ = 0,0726 Н/м.

В таблице 2 – давление насыщенных паров воды в функции от температуры.

Таблица 2









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.