Կինեմատիկական մածուցիկություն. Հեղուկների և գազերի մեխանիկա

Կինեմատիկական մածուցիկություն. Հեղուկների և գազերի մեխանիկա
Կինեմատիկական մածուցիկություն. Հեղուկների և գազերի մեխանիկա
Anonim

Կինեմատիկական մածուցիկությունը բոլոր գազային և հեղուկ միջավայրերի հիմնական ֆիզիկական բնութագիրն է: Այս ցուցանիշը առանցքային նշանակություն ունի շարժվող պինդ մարմինների քաշքշուկը և նրանց կրած բեռը որոշելու համար: Ինչպես գիտեք, մեր աշխարհում ցանկացած շարժում տեղի է ունենում օդային կամ ջրային միջավայրում: Այս դեպքում շարժվող մարմինների վրա միշտ ազդում են ուժեր, որոնց վեկտորը հակադիր է հենց առարկաների շարժման ուղղությանը։ Համապատասխանաբար, որքան մեծ է միջավայրի կինեմատիկական մածուցիկությունը, այնքան ավելի ուժեղ է պինդ նյութի կրած բեռը: Ո՞րն է հեղուկների և գազերի այս հատկության բնույթը:

Կինեմատիկական մածուցիկություն
Կինեմատիկական մածուցիկություն

Կինեմատիկական մածուցիկությունը, որը սահմանվում է որպես ներքին շփում, պայմանավորված է նյութի մոլեկուլների իմպուլսով տեղափոխմամբ, որն ուղղահայաց է նրա շերտերի շարժման ուղղությանը տարբեր արագություններով: Օրինակ, հեղուկներում կառուցվածքային միավորներից յուրաքանչյուրը (մոլեկուլը) բոլոր կողմերից շրջապատված է իր ամենամոտ հարեւաններով, որոնք գտնվում են մոտավորապես իրենց տրամագծին հավասար հեռավորության վրա։Յուրաքանչյուր մոլեկուլ տատանվում է, այսպես կոչված, հավասարակշռության դիրքի շուրջ, բայց, իր հարևաններից թափ վերցնելով, կտրուկ թռիչք է կատարում դեպի տատանման նոր կենտրոն։ Մեկ վայրկյանում նյութի յուրաքանչյուր նման կառուցվածքային միավոր ժամանակ ունի փոխել իր բնակության վայրը մոտ հարյուր միլիոն անգամ՝ կատարելով թռիչքների միջև մեկից մինչև հարյուր հազարավոր տատանումներ: Իհարկե, որքան ուժեղ լինի նման մոլեկուլային փոխազդեցությունը, այնքան ցածր կլինի յուրաքանչյուր կառուցվածքային միավորի շարժունակությունը և, համապատասխանաբար, այնքան մեծ կլինի նյութի կինեմատիկական մածուցիկությունը:

Օդի կինեմատիկական մածուցիկություն
Օդի կինեմատիկական մածուցիկություն

Եթե որևէ մոլեկուլի վրա ազդում են հարևան շերտերից եկող մշտական արտաքին ուժեր, ապա այս ուղղությամբ մասնիկը ժամանակի միավորի համար ավելի շատ տեղաշարժեր է կատարում, քան հակառակ ուղղությամբ: Ուստի նրա քաոսային թափառումը փոխակերպվում է որոշակի արագությամբ պատվիրված շարժման՝ կախված դրա վրա ազդող ուժերից։ Այս մածուցիկությունը բնորոշ է, օրինակ, շարժիչային յուղերին։ Այստեղ կարևոր է նաև այն փաստը, որ դիտարկվող մասնիկի վրա կիրառվող արտաքին ուժերը մի տեսակ հրում են այն շերտերը, որոնց միջով սեղմվում է տվյալ մոլեկուլը։ Նման ազդեցությունը, ի վերջո, մեծացնում է մասնիկների ջերմային պատահական շարժման արագությունը, որը ժամանակի հետ չի փոխվում։ Այլ կերպ ասած, հեղուկները բնութագրվում են միատեսակ հոսքով, չնայած բազմակողմ արտաքին ուժերի մշտական ազդեցությանը, քանի որ դրանք հավասարակշռված են նյութի շերտերի ներքին դիմադրությամբ, որը պարզապես որոշում է կինեմատիկական մածուցիկության գործակիցը::

Կինեմատիկական մածուցիկության գործակիցը
Կինեմատիկական մածուցիկության գործակիցը

Ջերմաստիճանի բարձրացմամբ սկսում է մեծանալ մոլեկուլների շարժունակությունը, ինչը հանգեցնում է նյութի շերտերի դիմադրության որոշակի նվազմանը, քանի որ ցանկացած տաքացած նյութում առավել բարենպաստ պայմաններ են ստեղծվում մասնիկների ուղղությամբ ազատ տեղաշարժվելու համար։ կիրառական ուժի. Սա կարելի է համեմատել այն բանի հետ, թե մարդու համար շատ ավելի հեշտ է սեղմել պատահականորեն շարժվող ամբոխի միջով, քան անշարժ ամբոխի միջով: Պոլիմերային լուծույթներն ունեն կինեմատիկական մածուցիկության զգալի ցուցանիշ, որը չափվում է Stokes կամ Pascal վայրկյաններով: Դա պայմանավորված է նրանց կառուցվածքում երկար կոշտ կապված մոլեկուլային շղթաների առկայությամբ: Բայց երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, դրանց մածուցիկությունը արագորեն նվազում է։ Երբ պլաստմասսա արտադրանքները սեղմվում են, դրա թելավոր, խճճված միահյուսված մոլեկուլները նոր դիրք են բռնում:

20°C ջերմաստիճանի և 101,3 Պա մթնոլորտային ճնշման դեպքում գազերի մածուցիկությունը 10-5Pas կարգի է: Օրինակ՝ օդի, հելիումի, թթվածնի և ջրածնի կինեմատիկական մածուցիկությունը նման պայմաններում հավասար կլինի համապատասխանաբար 1,8210-5; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Պավ. Իսկ հեղուկ հելիումն ընդհանրապես գերհոսունության զարմանալի հատկություն ունի։ Այս երեւույթը, որը հայտնաբերել է ակադեմիկոս Պ. Լ. Kapitsa, կայանում է նրանում, որ այս մետաղը նման ագրեգացման վիճակում գրեթե չունի մածուցիկություն: Նրա համար այս ցուցանիշը գրեթե զրոյական է։

Խորհուրդ ենք տալիս: