![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория. Если в системе существует пространственная неоднородность либо плотности, либо температуры, либо скорости упорядоченного движения отдельных слоёв
Если в системе существует пространственная неоднородность либо плотности, либо температуры, либо скорости упорядоченного движения отдельных слоёв, то на беспорядочное тепловое движение молекул вещества накладывается упорядоченное движение, которое ведёт к выравниванию неоднородностей. Таким образом, система возвращается из неравномерного состояния в равновесное. При этом происходит перенос из одних мест среды в другие либо вещества, либо энергии, либо импульса. Поэтому такие явления называются явлениями переноса. К явлениям переноса относятся: диффузия – перенос частиц или массы, теплопроводность – перенос энергии, внутреннее трение – перенос импульса. При движении жидкости или газа возникают силы внутреннего трения вследствие того, что это движение слоистое, и скорости перемещающихся слоёв разные. Внутреннее трение осуществляется путём передачи молекулами более быстрого слоя количества движения молекулам слоя, движущегося медленнее. Это приводит к увеличению скорости движения более медленного слоя. Слой, движущийся быстрее, начинает двигаться медленнее, так как молекулы из медленного слоя, попадая в более быстрый, получают в нём некоторое количество движения, что приводит к его торможению. Таким образом, внутреннее трение обусловлено переносом количества движения молекулами вещества, которые переходят из слоя в слой и создают возникновение сил трения между слоями газа или жидкости, перемещающимися параллельно друг другу с различными скоростями.
Сила внутреннего трения определяется законом Ньютона: где h – вязкость, или коэффициент внутреннего трения жидкости, S – площадь соприкосновения движущихся слоёв. Градиент скорости
Метод Стокса измерения вязкости заключается в бросании шарика в жидкость и замерах параметров движения (времени, пути), по которым производится расчёт вязкости. Рассмотрим свободное падение шарика в вязкой покоящейся жидкости (рис.8.1). На него действуют три силы: Сила тяжести: где r – радиус шарика, r 2 – его плотность, g – ускорение свободного падения, выталкивающая сила: где r 1 – плотность жидкости, сила сопротивления движению, вычисленная Стоксом и обусловленная силами внутреннего трения между слоями жидкости F = 6ph rv, (8.4) где l – расстояние, пройденное шариком между отметками, t – время движения шарика. Из условия равновесия шарика F 1 +F–P= 0(8.5) после подстановки в него соответствующих значений F 1, F, P из формул (8.3), (8.4), (8.5) найдём коэффициент внутреннего трения Если движение шарика происходит в неограниченном объёме, то необходимо введение поправок Ладенбурга в расчётную формулу (8.6):
|