Физические свойства жидкостей

Плотность

Плотностью жидкости называют физическую величину, численно равную массе единицы объёма жидкости

,

где ─ масса, кг; ─ объём, м³.

Плотность чистых веществ берут из справочников.

Плотность смесей вычисляют из равенства

,

откуда:

где ─ объёмная доля i-го компонента смеси.

Плотность капельных жидкостей зависит только от температуры.

Плотность пресной воды при температуре 4 °С:

Вязкость.

Физическое свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу называют вязкостью.

Любая реальная жидкость обладает только ей присущей вязкостью. При относительном перемещении смежных частиц жидкости возникают силы внутреннего сопротивления (внутреннее трение).

Наряду с легко подвижными жидкостями (например, водой, воздухом) существуют очень вязкие жидкости, сопротивление которых сдвигу весьма значительно (глицерин, тяжелые масла и др.). Таким образом, вязкость характеризует степень текучести жидкости или подвижности ее частиц.

Пусть жидкость течет вдоль плоской стенки параллельными ей слоями (рисунок 1.1), как это наблюдается при ламинарном дви­жении. Вследствие тормозящего влияния стенки слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере отдаления от стенки.

Рисунок 1.1 ─ Распределение скоростей при течении жидкости вдоль твердой стенки

Рассмотрим два слоя жидкости, двигающиеся на расстоянии друг от друга. Слой А движется со скоростью , а слой В ─ со скоростью . Вследствие разности скоростей слой В сдвигается относительно слоя А на величину (за единицу времени).

Величина является абсолютным сдвигом слоя А по слою В, а есть градиент скорости (относительный сдвиг).

Появляющееся при этом движении касательное напряжение (силу трения на единицу площади) обозначим через . Тогда аналогично явлению сдвига в твердых телах мы получим следующую зависимость между напряжением и скоростью деформации

или, если слои будут находиться бесконечно близко друг к другу,

(1.1)