Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Ішкі үйкеліс үшін Ньютон заңы. Динамикалық тұтқырлық
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
| 2.3.4. Ішкі үйкеліс үшін Ньютон заңы. Динамикалық тұтқырлық.
Бір-бірлерінен х қашықтықта орналасқан сұйықтың жазық қабаттары v1 және v2 жылдамдықтармен қозғалатын болсын (2.34-сурет). Сонда жоғарғы қабат ортаңғы қабаттың қозғалысын тездетсе, керісінше төменгі қабат оның қозғалысын баяулататын болады. Ішкі үйкеліс күштерінің әсерінің нәтижесінде оpтаңғы қабат v1 жылдамдықтан артық, бірақ v2 жылдамдықтан кем v жылдамдықпен қозғала бастайды. Қабаттардың қозғалыс жылдамдықтарының х бағытта біркелкі өзгерісі кезінде gradv мәні ортаның барлық нүктелері үшін бірдей және сан мәні (v2–v1)/x, немесе v/x болады. Ньютон ортаңғы қабатқа әсер ететін ішкі үйкеліс күшінің жылдамдықтың градиентіне және қабаттың бетінің S ауданына тура пропорционал болатындығын көрсетті. Ньютонның заңын математикалық түрде былай деп жазуға болады: . (2.81) Ішкі үйкеліс күшінің заттың тегіне және сыртқы шарттарға тәуелділігін өрнектейтін шаманы ортаның динамикалық тұтқырлығы деп атайды. динамикалық тұтқырлықтың бірлігін шығарайық: ХБ жүйесінде бірлігі ретінде ауданы 1 м2 болатын қабатқа 1 с-1 болатын жылдамдық градиенті кезінде шамасы 1 Н болатын ішкі үйкеліс күші әсер ететін ортаның тұтқырлығы алынады. Ортаның тұтқырлығы оның температурасына тәуелді болады. Ол газдарда температура артқан кезде артады, ал сұйықтарда кемиді. Бұл ішкі үйкелістің табиғатының газдар мен сұйықтар үшін түрліше болатындығын көрсетеді. Газдардың тұтқырлығы оның молекулаларының өздерінің қабаттарымен бірге бағытталған қозғалысымен қатар хаостық қозғалысының кезінде бір қабаттан екінші қабатқа ұшып өтуінің арқасында пайда болады. Осы кезде жоғарғы қабаттан ортаңғы қабатқа ұшып өтіп жатқан молекулалар (34-сурет) оның қозғалысын жеделдетсе, ал төменгі қабаттан ортаңғы қабатқа ұшып өтіп жатқан молекулалар оның қозғалысын баяулатады. Температура артқан кезде хаостық қозғалыстың жылдамдығы артатын болғандықтан газдың тұтқырлығы қыздырған кезде артады. Сұйықтарда да молекулалардың бір қабаттан екінші қабатқа өтуі болады, бірақ та оларда тұтқырлық негізінен оның молекулаларының өзара тартылысының әсерінен туады. Қыздырған кезде сұйық ұлғаяды да, оның молекулаларының өзара тартылыс күші азаяды, температура артқан кезде сұйықтың тұтқырлығының азаятындығы міне осымен түсіндіріледі. Мысалға судың 00С кезіндегі тұтқырлығы 17,7510-4 Пас болса, 900С кезінде 3,2010-4 Пас болады. 1840 жылы француз ғалымы Л. Пуазейль ламинарлық ағыс кезінде түтіктен ағып шығатын сұйықтың көлемінің түтіктің радиусының төртінші дәрежесіне пропорционал болатындығын көрсетті. Қазірде Паузейль формуласын былай жазады: , (2.82) мұндағы V – радиусы r, ұзындығы l түтіктен, түтіктің екі ұшындағы қысымдардың айырымы р=р1–р2 болатын кезде t уақыттың ішінде ағып шығатын сұйықтың көлемі. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|