Вязкость

Механика сплошных сред

Сплошная среда

Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса Теория упругости Напряжение · Тензор · Твёрдые тела · Упругость · Пластичность · Закон Гука · Реология · Вязкоупругость Гидродинамика Жидкость · Гидростатика · Гидродинамика · Вязкость · Ньютоновская жидкость · Неньютоновская жидкость · Поверхностное натяжение Основные уравнения Уравнение непрерывности · Уравнение Эйлера · Уравнение Громеки — Лэмба · Уравнение Бернулли · Интеграл Коши — Лагранжа · Уравнения Навье — Стокса · Уравнение вихря · Уравнение диффузии · Закон Гука Известные учёные Ньютон · Гук Бернулли · Эйлер · Коши · Стокс · Навье

См. также: Портал:Физика

Поведение жидкости с малой (слева) и с большой (справа) вязкостью

Ввязкость — явление возникновения внутреннего трения между слоями газа или жидкости, движущимися параллельно с различными скоростями.

Это одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Макроскопическая работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.

Общая информация

Со стороны слоя, движущегося более быстро, на слой, движущийся медленнее, действует ускоряющая сила и наоборот, медленно движущийся слой тормозит слой, движущийся быстрее.

Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения.

Уравнение вязкости (закон Ньютона):

$J_{p}=-\eta {du \over dz}S$, где

$J_{p}$ — поток импульса, то есть импульс направленного движения, перенесённый за единицу времени через поверхность площадью S, перпендикулярную к оси OZ,

${du \over dz}$ — градиент скорости направленного движения, η — коэффициент динамической вязкости.

Скорость движения слоёв направлена перпендикулярно оси OZ, по касательной к поверхности соприкосновения слоёв S. Поток импульса равен силе внутреннего трения между слоями.

Для идеального газа коэффициент динамической вязкости η может быть рассчитан из соотношения:

$\eta ={1 \over 3}\rho v<l>$, где

$\rho$ — плотность газа.

Вязкость газов увеличивается при нагреве, а вязкость жидкостей, наоборот, уменьшается. Это связано с различными молекулярными механизмами вязкости в этих системах. Различают два механизма переноса количества движения: кинетический (не предполагающий столкновений между молекулами) и столкновительный. Первый является преобладающим в разреженном газе, второй – в плотном газе и жидкости.

Вязкость жидкостей, где расстояние между молекулами много меньше, чем в газах, обусловлена в первую очередь межмолекулярными взаимодействиями, ограничивающими подвижность молекул.

Динамическая вязкость

Очевидно, что коэффициент динамич руктурных единиц системы,

E — энергия активации,

k — постоянная Больцмана, равная 1,38 × 10^-23 Дж/К,

T — температура.

Динамическая вязкость является одним из основных структурно-чувствительных свойств различных жидких смесей, а том числе металлических расплавов.

Кинематическая вязкость

В различных практических приложениях, в том числе при расчёте различных гидродинамических узлов, материаловедении и высокотемпературной металлургии, широкое распространение получила кинематическая вязкость — величина, связанная с динамической вязкостью и плотностью рассматриваемой системы:

$\nu ={\eta \over \rho }$, где

$\rho$ — плотность системы.

Кинематическая вязкость — свойство часто рассматриваемое при изучении металлических расплавов.

См.также

• Магнитная вязкость

Источники

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Явления переноса», расположенная по следующим адресам: — «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Явления_переноса» — «https://znanierussia.ru/articles/Явления_переноса» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».