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Newtonsche Gesetz für die innere Reibung. Dynamische Viskosität.

Lassen Sie flache Schichten der Flüssigkeit, die sich in einem Abstand ∆x, bewegen sich mit der Geschwindigkeit v1 und v2 (Reis. 10.15). Dann die untere Schicht wird die Beschleunigung der Bewegung der mittleren Schicht, und die Obere Schicht — verlangsamen. In der Folge unter der Wirkung der Kräfte der inneren Reibung die mittlere Schicht wird bewegen sich mit der Geschwindigkeit v, mehr v1, aber weniger v2.

Bei der einheitlichen änderung der Geschwindigkeiten von Schichten in der Richtung der x-Wert grad v wird in allen Punkten Umwelt gleichermaßen und numerisch gleich (v2—v1)/∆x, oder ∆v/∆x.

Newton zeigte, dass die Kraft der inneren Reibung, die auf die mittlere Schicht, direkt proportional zum Gradienten der Geschwindigkeit bin ich der Fläche der Schicht ∆S. Mathematisch newtonsche Gesetz für die innere Reibung wird durch die Formel:

Der Wert η, die Abhängigkeit der Kraft der inneren Reibung von der Art der Substanz und von den äußeren Bedingungen, wird als dynamische Viskosität des Mediums. Um die Einheit der dynamischen Viskosität η:

In der SI-Einheit η nimmt sich die Viskosität der Umgebung, in dem auf die Fläche der Schicht in 1 m2 wirkt die Kraft der inneren Reibung in 1H, wenn der Gradient der Geschwindigkeit, gleich 1 mit-1. Die Viskosität des Mediums hängt von seiner Temperatur ab. Es ist interessant zu bemerken, dass Gasen bei Erwärmung steigt, und bei Flüssigkeiten reduziert. Dies deutet darauf hin, dass die Natur der inneren Reibung in Gasen und Flüssigkeiten unterschiedlich.

Die Viskosität von Gasen durch Flug-Moleküle von Schicht zu Schicht infolge Ihrer chaotischen Verkehr, die Sie Begehen, neben der gerichteten Bewegung mit seinem Schicht. Bei diesem Molekül, залетающие aus der unteren Schicht in der Mitte (Reis. 10.15), beschleunigen die Bewegung, und Moleküle, залетающие aus der oberen Schicht in der Mitte, verlangsamen die Bewegung. Da mit steigender Temperatur die Geschwindigkeit der chaotischen Bewegung der Moleküle erhöht, dann erhöht sich die Viskosität von Gasen bei Erwärmung.

In den Flüssigkeiten der übergang von Molekülen von Schicht zu Schicht ist auch der Fall ist, aber der Hauptgrund der Viskosität der Flüssigkeit sind Kraft Ihrer gegenseitigen Anziehung der Moleküle. Da beim erhitzen der Flüssigkeit zu erweitern, dann gegenseitigen Anziehung der Moleküle dabei reduziert, was erklärt die Verringerung der Viskosität von Flüssigkeiten mit steigender Temperatur. Zum Beispiel, die Viskosität von Wasser bei 0°C beträgt 17,75-10-4 PA*s, und bei 90°C beträgt 3,20*10-4 PA*s.

In 1840 G. der französische Wissenschaftler L. Пуазейль zeigte, dass das Volumen der Flüssigkeit, fließt durch das Rohr bei der laminaren Strömung, proportional zur vierten Potenz des Radius des Rohres. Derzeit Formel Пуазейля schreiben in der folgenden Form:

V=(πr8/9lη)(p1-p2)t

Hier V — Volumen der Flüssigkeit, fließt durch ein Rohr mit dem Radius r und der Länge l für die Zeit t, wenn die Druckdifferenz am Anfang und am Ende des Rohres ∆P=P1—P2. Die Formel (10.8) ermöglicht den Vergleich der Viskosität der verschiedenen Flüssigkeiten, treten Sie durch dasselbe Rohr, mit dem Gerät, genannten Lichtstreuung, Viskosimeter.

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