Væskeegenskaper, egenskaper, typer, eksempler

4097
Simon Doyle
Væskeegenskaper, egenskaper, typer, eksempler

De væsker De er kontinuerlige medier hvis molekyler ikke er like bundet som i faste stoffer, og har derfor større mobilitet. Både væsker og gasser er væsker, og noen, som luft og vann, er av avgjørende betydning, da de er nødvendige for å opprettholde livet.

Eksempler på væsker er vann, superfluid helium eller blodplasma. Det er materialer som virker solide, men som likevel utviser de egenskaper som væsker har, for eksempel tjære. Ved å plassere en murstein på toppen av et stort stykke tjære, observeres det at den synker litt etter litt til den når bunnen.

Vann er et eksempel på væske

Noen plaster ser også ut til å være faste, men er faktisk veldig tyktflytende væsker som er i stand til å strømme ekstremt sakte..

Artikkelindeks

  • 1 Væskeegenskaper
  • 2 Egenskaper av væsker
    • 2.1 Tetthet
    • 2.2 Spesifikk vekt
    • 2.3 Relativ tetthet
    • 2.4 Trykk
    • 2.5 Kompressibilitet
    • 2.6 Viskositet
  • 3 Klassifisering: typer væsker
    • 3.1 Ideelle væsker
    • 3.2 Ekte væsker
    • 3.3 Newtonske væsker
    • 3.4 Ikke-newtonske væsker
  • 4 Eksempler på væsker
    • 4.1 Vann
    • 4.2 Blodplasma
    • 4.3 Kvikksølv
    • 4.4 Sjokolade
    • 4.5 Asfalt
    • 4.6 Superfluid helium
  • 5 Referanser

Væskeegenskaper

Væsker er hovedsakelig preget av:

-Har større skille mellom molekylene sammenlignet med faste stoffer. Når det gjelder væsker, opprettholder molekylene fortsatt en viss kohesjon, mens de i gasser samhandler mye mindre.

Molekyler av vann, en væske, i flytende tilstand sammenlignet med is og vanndamp

-Flyt eller tøm når skjærkrefter påvirker dem. Væsker motstår ikke stress, derfor deformeres de kontinuerlig og permanent når en påføres dem.

-Tilpass formen på beholderen som inneholder dem, og hvis det er gasser, utvides de umiddelbart til de dekker hele volumet av det samme. Videre, hvis de kan, vil molekylene raskt rømme fra beholderen..

-Gasser er lett komprimerbare, det vil si at volumet enkelt kan endres. På den annen side krever det mer innsats for å endre volumet av en væske, av denne grunn anses de å være ukomprimerbare i et bredt spekter av trykk og temperaturer..

-Væsker har en flat fri overflate når trykket som virker på dem er konstant. Ved atmosfærisk trykk er for eksempel overflaten til en innsjø uten bølger flat.

Luft og vann: essensielle væsker for livet. Kilde: Pixabay.

Flytende egenskaper

Den makroskopiske oppførselen til en væske er beskrevet av flere konsepter, hvor de viktigste er: tetthet, spesifikk vekt, relativ tetthet, trykk, kompressibilitetsmodul og viskositet. La oss se hva hver enkelt består av kort.

Tetthet

I et kontinuerlig medium som en væske er det ikke lett å holde rede på en enkelt partikkel eller et molekyl, så i stedet for å arbeide med massen av en, er det foretrukket å gjøre det med tetthet, en egenskap som gjelder væsken hel..

Tetthet er definert som forholdet mellom masse og volum. Betegner tettheten med den greske bokstaven ρ, massen m og volumet V:

ρ = m / V.

Når tettheten varierer fra ett punkt av væsken til et annet, brukes uttrykket:

ρ = dm / dV

I det internasjonale systemet for enheter måles tetthet i kg / m3.

Tettheten til ethvert stoff generelt er ikke konstant. Alt under oppvarming utvides, unntatt vann som utvides når det er frossent.

Imidlertid forblir tettheten i væsker nesten konstant over et bredt spekter av trykk og temperaturer, selv om gasser lettere opplever variasjoner, siden de er mer komprimerbare..

Spesifikk vekt

Spesifikk tyngdekraft er definert som kvotienten mellom størrelsen på vekten og volumet. Derfor er det relatert til tettheten, siden størrelsen på vekten er mg. Ved å angi den spesifikke vekten med den greske bokstaven γ, har vi:

γ = mg / V

Enheten med spesifikk tyngdekraft i det internasjonale systemet for enheter er newton / m3 og når det gjelder tetthet, kan den spesifikke tyngdekraften uttrykkes slik:

γ = ρg

Relativ tetthet

Vann og luft er de viktigste væskene for livet, så de fungerer som et mål for andre.

I væsker defineres den relative tettheten som kvotienten mellom massen til en del av væske og massen av et like stort volum vann (destillert) ved 4 ° C og 1 trykkatmosfære..

I praksis beregnes det ved å lage kvotienten mellom væskens tetthet og vannets vann under disse forholdene (1 g / cm3).3 eller 1000 kg / m3), derfor er den relative tettheten en dimensjonsløs størrelse.

Det er betegnet som ρr eller sg for spesifikk tyngdekraft, som oversettes som egenvekt, et annet navn for relativ tetthet:

sg = ρvæske / ρVann

For eksempel er et stoff med sg = 2,5 2,5 ganger tyngre enn vann.

I gasser defineres den relative tettheten på samme måte, men i stedet for å bruke vann som referanse, brukes tettheten av luft lik 1225 kg / m.3 ved 1 atmosfæretrykk og 15 ºC.

Press

En væske består av utallige partikler i konstant bevegelse, i stand til å utøve kraft på en overflate, for eksempel den av beholderen som inneholder dem. Gjennomsnittlig trykk P som væsken utøver på en hvilken som helst flat overflate av område A, defineres gjennom kvotienten:

P = F/TIL

Hvor Fer den vinkelrette komponenten av kraften, derfor er trykk en skalar mengde.

Hvis kraften ikke er konstant, eller overflaten ikke er flat, defineres trykket av:

p = dF / dA

SI-enheten for trykk er newton / mto, kalt Pascal og forkortet Pa, til ære for den franske fysikeren Blaise Pascal.

Imidlertid brukes i praksis mange andre enheter, enten av historiske eller geografiske årsaker eller også i henhold til studieretningen. Enheter i det britiske systemet eller det keiserlige systemet brukes veldig ofte i engelsktalende land. For trykket i dette systemet psi eller pundkraft / tommeto.

Kompressibilitet

Når en del væske utsettes for en volumspenning, avtar den noe. Denne reduksjonen er proporsjonal med innsatsen som er brukt, og proporsjonalitetskonstanten er den kompressibilitetsmodul Eller rett og slett komprimerbarhet.

Hvis B er komprimerbarhetsmodulen, ΔP trykkendringen og ΔV / V endringen av enhetsvolum, deretter matematisk:

B = ΔP / (ΔV / V)

Enhetsendringen i volum er dimensjonsløs, da det er kvotienten mellom to volumer. På denne måten har kompressibilitet de samme trykkenhetene.

Som det ble sagt i begynnelsen, er gasser lett komprimerbare væsker, mens væsker ikke er, derfor har de komprimerbarhetsmoduler som kan sammenlignes med faste stoffer..

Viskositet

En flytende væske kan modelleres av tynne lag som beveger seg i forhold til hverandre. Viskositet er friksjonen som eksisterer mellom dem.

For å trykke bevegelse til væsken, påføres en skjærspenning (ikke veldig stor) på et snitt, friksjonen mellom lag forhindrer forstyrrelsen fra å nå de dypere lagene.

I denne modellen, hvis kraften påføres overflaten av væsken, reduseres hastigheten lineært i de nedre lagene til den forsvinner i bunnen, der væsken er i kontakt med overflaten i resten av beholderen som inneholder den..

Eksperimentell bestemmelse av viskositet. Væsken beveger seg innenfor to flater, den øverste er mobil, mens den nederste er festet. Kilde: Wikimedia Commons.

Matematisk uttrykkes det med å si at størrelsen på skjærspenningen τ er proporsjonal med variasjonen av hastighet med dybde, som er betegnet som Av / Δy. Proportionalitetskonstanten er væskens dynamiske viskositet μ:

τ = μ (Δv / Δy)

Dette uttrykket er kjent som Newtons viskositetslov og væskene som følger den (noen følger ikke denne modellen) kalles newtonske væsker..

I det internasjonale systemet er enhetene med dynamisk viskositet Pa. S, men kroppsholdning, forkortet P, som er lik 0,1 Pa.s.

Klassifisering: typer væsker

Væsker er klassifisert i henhold til forskjellige kriterier, tilstedeværelse eller fravær av friksjon er en av dem:

Ideelle væsker

Tettheten er konstant, den er ukomprimerbar og viskositeten er null. Det er også irrotasjonelt, det vil si at det ikke dannes hvirvelvind inne. Og til slutt er den stasjonær, noe som betyr at alle væskepartiklene som passerer gjennom et bestemt punkt har samme hastighet.

Ekte væsker

I lagene med virkelige væsker er det friksjoner og derfor viskositet, de kan også være komprimerbare, selv om væsker som sagt er komprimerbare i et bredt spekter av trykk og temperaturer..

Et annet kriterium fastslår at væsker kan være newtonske og ikke-newtonske, avhengig av viskositetsmodellen de følger:

Newtonske væsker

De oppfyller Newtons lov om viskositet:

τ = μ (Δv / Δy)

Ikke-newtonske væsker

De overholder ikke Newtons viskositetslov, så deres oppførsel er mer kompleks. De klassifiseres i sin tur i væsker med viskositet uavhengig av tid og de med viskositet tidsavhengig, enda mer komplisert.

Honning er et eksempel på en ikke-newtonsk væske. Kilde: Pixabay.

Eksempler på væsker

Vann

Vann er en newtonsk væske, selv om den ideelle væskemodellen under visse forhold beskriver dens oppførsel veldig bra..

Blodplasma

Det er et godt eksempel på en tidsuavhengig ikke-newtonsk væske, spesielt pseudoplastiske væsker, der viskositeten øker mye med den påførte skjærspenningen, men når hastighetsgradienten øker, slutter den å øke gradvis..

Kvikksølv

Kvikksølv i flytende form. Bionerd [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]
Det eneste flytende metallet ved romtemperatur er også en newtonsk væske.

Sjokolade

Det tar mye skjærspenning for at disse typer væsker begynner å strømme. Da holdes viskositeten konstant. Denne typen væske kalles bingham væske. Tannkrem og noen maling faller også inn i denne kategorien..

Asfalt

Det er en væske som brukes til å asfaltere veier og som vanntetting. Har oppførsel av en Bingham væske.

Superfluid helium

Helt manglende viskositet, men ved temperaturer nær absolutt null.

Referanser

  1. Cimbala, C. 2006. Fluid Mechanics, Fundamentals and Applications. Mc. Graw bakke.
  2. Måling av viskositeten til en væske. Gjenopprettet fra: sc.ehu.es.
  3. Mott, R. 2006. Væskemekanikk. 4. plass Utgave. Pearson Education.
  4. Wikipedia. Overflødighet. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  5. Zapata, F. Væsker: tetthet, egenvekt og egenvekt. Gjenopprettet fra: francesphysics.blogspot.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.