कीनेमेटिक चिपचिपाहट। तरल पदार्थ और गैसों के यांत्रिकी

कीनेमेटिक चिपचिपाहट। तरल पदार्थ और गैसों के यांत्रिकी
कीनेमेटिक चिपचिपाहट। तरल पदार्थ और गैसों के यांत्रिकी
Anonim

गतिज चिपचिपाहट सभी गैस और तरल मीडिया की एक मूलभूत भौतिक विशेषता है। यह सूचक गतिमान ठोस पिंडों के ड्रैग और उनके द्वारा अनुभव किए जाने वाले भार को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण महत्व रखता है। जैसा कि आप जानते हैं कि हमारी दुनिया में हवा या पानी के वातावरण में कोई भी हलचल होती है। इस मामले में, गतिमान पिंड हमेशा उन बलों से प्रभावित होते हैं जिनका वेक्टर स्वयं वस्तुओं की गति की दिशा के विपरीत होता है। तदनुसार, माध्यम की गतिज श्यानता जितनी अधिक होगी, ठोस द्वारा अनुभव किया गया भार उतना ही अधिक होगा। द्रवों और गैसों के इस गुण की प्रकृति क्या है?

कीनेमेटीक्स चिपचिपापन
कीनेमेटीक्स चिपचिपापन

आंतरिक घर्षण के रूप में परिभाषित कीनेमेटिक चिपचिपाहट, विभिन्न गति के साथ इसकी परतों की गति की दिशा में लंबवत पदार्थ के अणुओं के गति हस्तांतरण के कारण होती है। उदाहरण के लिए, तरल पदार्थों में, प्रत्येक संरचनात्मक इकाइयाँ (अणु) अपने निकटतम पड़ोसियों से चारों ओर से घिरी होती हैं, जो लगभग उनके व्यास के बराबर दूरी पर स्थित होती हैं।प्रत्येक अणु एक तथाकथित संतुलन स्थिति के आसपास दोलन करता है, लेकिन, अपने पड़ोसियों से गति लेते हुए, यह दोलन के एक नए केंद्र की ओर एक तेज छलांग लगाता है। एक सेकंड में, पदार्थ की ऐसी प्रत्येक संरचनात्मक इकाई के पास अपने निवास स्थान को लगभग सौ मिलियन बार बदलने का समय होता है, जिससे एक से सैकड़ों हजारों दोलनों के बीच छलांग लग जाती है। बेशक, इस तरह की आणविक बातचीत जितनी मजबूत होगी, प्रत्येक संरचनात्मक इकाई की गतिशीलता उतनी ही कम होगी और, तदनुसार, पदार्थ की गतिज चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी।

हवा की गतिज चिपचिपाहट
हवा की गतिज चिपचिपाहट

यदि किसी अणु पर पड़ोसी परतों से लगातार बाहरी बलों द्वारा कार्य किया जाता है, तो इस दिशा में कण विपरीत दिशा की तुलना में प्रति इकाई समय में अधिक विस्थापन करता है। इसलिए, इसकी अराजक भटकन एक निश्चित गति के साथ एक क्रमबद्ध गति में बदल जाती है, जो उस पर कार्य करने वाली ताकतों पर निर्भर करती है। यह चिपचिपाहट विशिष्ट है, उदाहरण के लिए, मोटर तेलों की। यहां, यह तथ्य कि विचाराधीन कण पर लागू बाहरी बल परतों को अलग करने के लिए एक प्रकार का काम करते हैं, जिसके माध्यम से दिए गए अणु निचोड़ते हैं, यह भी महत्वपूर्ण है। इस तरह के प्रभाव से अंततः कणों की तापीय यादृच्छिक गति की गति बढ़ जाती है, जो समय के साथ नहीं बदलती है। दूसरे शब्दों में, तरल पदार्थ एक समान प्रवाह की विशेषता रखते हैं, बहुआयामी बाहरी बलों के निरंतर प्रभाव के बावजूद, क्योंकि वे पदार्थ की परतों के आंतरिक प्रतिरोध से संतुलित होते हैं, जो कि गतिज चिपचिपाहट के गुणांक को निर्धारित करता है।

गतिज चिपचिपापन गुणांक
गतिज चिपचिपापन गुणांक

बढ़ते तापमान के साथ, अणुओं की गतिशीलता बढ़ने लगती है, जिससे पदार्थ की परतों के प्रतिरोध में कुछ कमी आती है, क्योंकि किसी भी गर्म पदार्थ में कणों की दिशा में मुक्त गति के लिए अधिक अनुकूल परिस्थितियां बनती हैं। लागू बल की। इसकी तुलना इस बात से की जा सकती है कि किसी व्यक्ति के लिए एक स्थिर भीड़ की तुलना में बेतरतीब ढंग से चलती भीड़ के माध्यम से निचोड़ना कितना आसान है। पॉलिमर समाधानों में गतिज चिपचिपाहट का एक महत्वपूर्ण संकेतक होता है, जिसे स्टोक्स या पास्कल सेकंड में मापा जाता है। यह उनकी लंबी कठोरता से बंधे आणविक श्रृंखलाओं की संरचना में उपस्थिति के कारण है। लेकिन जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, उनकी चिपचिपाहट तेजी से घटती जाती है। जब प्लास्टिक उत्पादों को दबाया जाता है, तो इसके फिलामेंटस, जटिल रूप से आपस में जुड़े अणु एक नई स्थिति में मजबूर हो जाते हैं।

20°C के तापमान पर गैसों की चिपचिपाहट और 101.3 Pa के वायुमंडलीय दबाव के क्रम में 10-5Pas है। उदाहरण के लिए, ऐसी परिस्थितियों में वायु, हीलियम, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की गतिज श्यानता क्रमशः 1.8210-5 के बराबर होगी; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0.8810-5 पाएस. और तरल हीलियम में आम तौर पर अतिप्रवाह की अद्भुत संपत्ति होती है। यह घटना, शिक्षाविद पी.एल. कपित्सा, इस तथ्य में निहित है कि एकत्रीकरण की ऐसी स्थिति में इस धातु में लगभग कोई चिपचिपाहट नहीं होती है। उनके लिए यह आंकड़ा लगभग शून्य है।

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