Vloeistofkenmerken, eigenschappen, typen, voorbeelden

De Vloeistoffen Het zijn continu middelen waarvan de moleculen niet zo gekoppeld zijn als in vaste stoffen, en daarom een ​​grotere mobiliteit hebben. Zowel vloeistoffen als gassen zijn vloeiend en sommige, zoals lucht en water, zijn van vitaal belang, omdat ze nodig zijn om het leven te behouden.

Voorbeelden van vloeistoffen zijn water, overbodig helium- of bloedplasma. Er zijn materialen die solide lijken, maar toch de kenmerken vertonen die vloeistoffen hebben, bijvoorbeeld teer. Een baksteen op een groot stuk teer zetten.

Water is een voorbeeld van vloeistof

Sommige kunststoffen lijken ook solide te zijn, maar in werkelijkheid zijn ze vloeiend met een zeer hoge viscositeit, in staat om extreem langzaam te stromen.

[TOC]

Vloeiende kenmerken

Vloeistoffen worden hoofdzakelijk gekenmerkt door:

-Hebben een grotere scheiding tussen zijn moleculen in vergelijking met vaste stoffen. In het geval van vloeistoffen behouden de moleculen nog steeds enige cohesie, terwijl ze in de gassen veel minder op elkaar inwerken.

Watermoleculen, een vloeistof, in vloeibare toestand vergeleken met ijs- en waterdamp

-Stroming of afvoer, bij het snijden van spanningen op hen handelen. De vloeistoffen weerstaan ​​geen inspanningen, daarom zijn ze continu en permanent vervormen wanneer er een wordt toegepast.

-Zich aanpassen aan de vorm van de container die ze bevat en als het gassen is, breiden ze onmiddellijk uit totdat ze het hele volume van hetzelfde bedekken. Bovendien, als ze kunnen, zullen de moleculen snel aan de container ontsnappen.

-Gassen zijn gemakkelijk samendrukbaar, dat wil zeggen, hun volume kan gemakkelijk worden gewijzigd. Aan de andere kant, om het volume van een vloeistof te wijzigen, is meer moeite nodig, dus ze worden in een breed scala van druk en temperaturen als niet -samendrukbaar beschouwd.

-Vloeistoffen hebben een vlak vrij oppervlak wanneer de druk die erop werkt constant is. Bij atmosferische druk bijvoorbeeld is het oppervlak van een meer zonder golf plat.

Lucht en water: essentiële vloeistoffen voor het leven. Bron: Pixabay.

Vloeibare eigenschappen

Het macroscopische gedrag van een vloeistof wordt beschreven door verschillende concepten, die de belangrijkste zijn: dichtheid, specifiek gewicht, relatieve dichtheid, druk, samendrukbaarheid en viscositeitsmodule. Laten we eens kijken waar elk kort uitkomt.

Dikte

In een continu medium als vloeistof is het niet eenvoudig.

De dichtheid wordt gedefinieerd als het quotiënt tussen de massa en het volume. Dichte dichtheid met de Griekse teksten ρ, massa m en volume v:

Kan u van dienst zijn: filtratie

ρ = m/v

Wanneer de dichtheid varieert van het ene punt tot het andere van de vloeistof, wordt de uitdrukking gebruikt:

ρ = dm/dv

In het internationale systeem van eenheden wordt de dichtheid gemeten in kg/m³.

De dichtheid van enige stof in het algemeen is niet constant. Alles bij het opwarmen ervaart verwijding, behalve water, wat verwijdt bij het bevriezen.

Bij vloeistoffen blijft de dichtheid echter bijna constant in een breed scala van drukken en temperaturen, hoewel gassen variaties gemakkelijker ervaren, omdat ze meer samendrukbaar zijn.

Specifiek gewicht

Het specifieke gewicht wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de grootte van het gewicht en het volume. Daarom is het gerelateerd aan dichtheid, omdat de grootte van het gewicht Mg is. Als u het specifieke gewicht aangeeft met de Griekse letter γ, hebt u:

γ = mg / v

De specifieke gewichtseenheid in het internationale systeem van eenheden is de Newton/M³ En in termen van dichtheid kan het specifieke gewicht als volgt worden uitgedrukt:

γ = ρG

Relatieve dichtheid

Water en lucht zijn de belangrijkste vloeistoffen voor het leven, dus ze dienen als een vergelijkingspatroon voor anderen.

In vloeistoffen wordt de relatieve dichtheid gedefinieerd als de verhouding tussen de massa van een vloeistofgedeelte en de massa van een gelijk volume water (gedestilleerd) tot 4 ° C en 1 drukatmosfeer.

In de praktijk wordt het quotiënt tussen vloeistof en waterdichtheid berekend in deze omstandigheden (1 g/cm³ of 1000 kg/m³) Daarom is de relatieve dichtheid een dimensieloze hoeveelheid.

Het wordt aangeduid als ρ_R of sg voor het acroniem in het Engels van Soortelijk gewicht, die zich vertaalt als een soortelijk gewicht, een andere naam waarmee de relatieve dichtheid bekend is:

sg = ρ_vloeiend / ρ_water

Bijvoorbeeld een stof met sg = 2.5 is 2.5 keer zwaarder dan water.

In gassen wordt de relatieve dichtheid op dezelfde manier gedefinieerd, maar in plaats van water als referentie te gebruiken, wordt luchtdichtheid gelijk aan 1.225 kg/m gebruikt³ Bij 1 drukatmosfeer en 15 ºC.

Druk

Een vloeistof bestaat uit ontelbare deeltjes in constante beweging, in staat om sterkte op een oppervlak te oefenen, bijvoorbeeld die van de container die ze bevat. De gemiddelde druk P die de vloeistof uitoefent op elk plat gebied A wordt gedefinieerd door het quotiënt:

P = f_┴/NAAR

Waar f_┴ Het is de loodrechte krachtcomponent, daarom is de druk een scalaire grootte.

Kan u van dienst zijn: laboratoriumtak

Als de kracht niet constant is, of het oppervlak niet plat is, wordt de druk gedefinieerd door:

P = df/da

De drukeenheid zelf is de newton/m², Pascal en afgekort PA genoemd, ter ere van de Franse natuurkundige Blaise Pascal.

In de praktijk worden echter veel andere eenheden gebruikt, hetzij om historische, geografische redenen of ook volgens het vakgebied. Britse systeem- of imperiale systeemeenheden worden zeer vaak gebruikt in Engelse landen. Voor druk in dit systeem de psi o Libra-force/inch².

Samendrukbaarheid

Wanneer een vloeistofgedeelte wordt onderworpen aan een volume -inspanning, neemt dit tot op zekere hoogte af. Deze afname is evenredig met de inspanningen, de constante van evenredigheid is de Samendrukbaarheidsmodule Of gewoon samendrukbaarheid.

Als B de samendrukbaarheidsmodule is, Δp de drukverandering en ΔV/V de eenheidsverandering van volume, dan wiskundig:

B = Δp / (ΔV / v)

Unitaire volumeverandering is dimensieloos, omdat het het quotiënt is tussen twee delen. Op deze manier heeft de samendrukbaarheid dezelfde drukeenheden.

Zoals in het begin vermeld, zijn gassen gemakkelijk samendrukbare vloeistoffen, hoe vloeistoffen niet, daarom hebben deze samendrukbaarheidsmodules vergelijkbaar met die van vaste stoffen.

Smurrie

Een bewegingsvloeistof kan worden gemodelleerd door dunne lagen die bewegen ten opzichte van elkaar. Viscositeit is het wrijven tussen hen.

Om beweging naar de vloeistof af te drukken.

In dit model, als de kracht van toepassing is op het oppervlak van de vloeistof, neemt de snelheid lineair af in de onderste lagen totdat deze aan de onderkant wordt geannuleerd, waar de vloeistof in contact staat met het rustoppervlak van de container die deze bevat.

Experimentele bepaling van viscositeit. De vloeistof beweegt binnen twee oppervlakken, de bovenkant is mobiel, terwijl de onderstaande is vastgesteld. Bron: Wikimedia Commons.

Wiskundig wordt uitgedrukt door te zeggen dat de grootte van de snijspoging τ evenredig is met de variatie van de snelheid met de diepte, die wordt aangeduid als Av/ Δy. De evenredigheidsconstante is de dynamische viscositeit μ van de vloeistof:

τ = μ (ΔV/ δy)

Deze uitdrukking staat bekend als Newton's wet van viscositeit en vloeistoffen die het volgen (sommige volgen dit model niet) worden Newtoniaanse vloeistoffen genoemd.

In het internationale systeem zijn de dynamische viscositeitseenheden PA. s, maar het wordt vaak gebruikt evenwicht, afgekort P, gelijkwaardig aan 0.1 PA.S.

Het kan u van dienst zijn: Biogenetics: geschiedenis, welke studies, basisconcepten

Classificatie: soorten vloeistoffen

De vloeistoffen worden geclassificeerd door verschillende criteria te gehoorzamen, de aanwezigheid of afwezigheid van wrijving is er een van:

Ideale vloeistoffen

Zijn dichtheid is constant, het is niet samendrukbaar en viscositeit is nul. Het is ook irrotationeel, dat wil zeggen dat ze geen wervelwinds van binnen vormen. En ten slotte is het stationair, wat betekent dat alle vloeistofdeeltjes die door een bepaald punt passeren dezelfde snelheid hebben

Echte vloeistoffen

In de lagen van echte vloeistoffen zijn er wrijving en daarom kunnen viscositeit, ze kunnen ook samendrukbaar zijn, hoewel we hebben gezegd, vloeistoffen zijn niet -samendrukbaar in een breed scala van drukken en temperaturen.

Een ander criterium stelt vast dat vloeistoffen Newtoniaanse en niet -Newtonians kunnen zijn, volgens het viscositeitsmodel dat ze volgen:

Newtoniaanse vloeistoffen

Ze vervullen Newton's wet van viscositeit:

τ = μ (ΔV/ δy)

Niet -Newtoniaanse vloeistoffen

Ze voldoen niet aan de viscositeitswet van Newton, dus hun gedrag is complexer. Ze worden op hun beurt geclassificeerd in viscositeit van vloeistoffen Onafhankelijk van de tijd en degenen met viscositeit Tijdafhankelijk, Nog complexer.

Honing is een voorbeeld van niet -Newtoniaanse vloeistof. Bron: Pixabay.

Voorbeelden van vloeistoffen

Water

Water is een Newtoniaanse vloeistof, hoewel onder bepaalde omstandigheden het ideale vloeistofmodel zijn gedrag zeer goed beschrijft.

Bloed plasma

Het is een goed voorbeeld van niet -Newtoniaanse vloeistof onafhankelijk van de tijd, met name van de pseudoplastische vloeistoffen, waarin viscositeit sterk toeneemt met de uitgeoefende schuifspanning, maar vervolgens, door de snelheidsgradiënt te vergroten, stopt het geleidelijk toeneemt.

Kwik

Kwik in vloeibare vorm. Bionerd [cc door (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0)] Het enige vloeibare metaal bij kamertemperatuur is ook een Newtoniaanse vloeistof.

Chocolade

Er is veel snijden nodig, zodat dit type vloeistof begint te stromen. Dan blijft de viscositeit constant. Dit type vloeistof wordt genoemd Bingham -vloeistof. De dentifrico en sommige schilderijen behoren ook tot deze categorie.

Asfalt

Het is een vloeistof die wordt gebruikt om de wegen te effenen en als waterdichtheid. Heeft het gedrag van een Bingham -vloeistof.

Helio Superfluido

Het mist volledig viscositeit, maar bij temperaturen dicht bij absolute nul.

Referenties

1. Cimbala, c. 2006. Mechanica van vloeistoffen, basisprincipes en toepassingen. MC. Graw Hill.
2. Maat voor de viscositeit van een vloeistof. Opgehaald uit: SC.Ehu.is.
3. Mott, r.  2006. Vloeistofmechanica. 4e. Editie. Pearson Education.
4. Wikipedia. Superfluiditeit. Hersteld van: is.Wikipedia.borg.
5. Zapata, f. Vloeistoffen: dichtheid, specifiek gewicht en soortelijk gewicht. Hersteld van: Francesphysics.Blogspot.com.