Tính chất của chất lỏng, Chất lỏng thuộc loại nào?

Hình 2. Mối quan hệ giữa ứng suất cắt và tốc độ biến dạng cắt.

Hình 2 là biểu diễn đồ họa của Phương trình 3 và minh họa sự khác biệt trong hành vi của chất rắn và chất lỏng dưới tác động của ứng suất cắt.

Độ nhớt được biểu thị bằng centipoise (Pa.s hoặc Ns/m²).²).

Trong nhiều bài toán liên quan đến chuyển động chất lỏng, độ nhớt xuất hiện cùng với mật độ dưới dạng μ/p (không phụ thuộc vào lực) và thuận tiện hơn khi sử dụng một thuật ngữ duy nhất v, được gọi là độ nhớt động học.

Giá trị của ν đối với dầu nặng có thể cao tới 900 x 10⁻⁶^-6m²/s, trong khi đối với nước, có độ nhớt tương đối thấp, độ nhớt động học chỉ là 1,14 x 10⁻⁶ m²/s ở 15°C. Độ nhớt động học của chất lỏng giảm khi nhiệt độ tăng. Ở nhiệt độ phòng, độ nhớt động học của không khí gấp khoảng 13 lần so với nước.

Sức căng bề mặt và hiện tượng mao dẫn

Ghi chú:

Lực liên kết là lực hút giữa các phân tử giống nhau.

Lực bám dính là lực hút giữa các phân tử khác nhau.

Sức căng bề mặt là tính chất vật lý cho phép giọt nước lơ lửng trong không khí khi chảy ra từ vòi, bình chứa được đổ đầy chất lỏng đến hơi quá miệng mà không bị tràn, hoặc kim có thể nổi trên bề mặt chất lỏng. Tất cả những hiện tượng này đều do lực liên kết giữa các phân tử ở bề mặt chất lỏng tiếp giáp với một chất lỏng hoặc khí không hòa tan khác. Có thể ví bề mặt như một màng đàn hồi, chịu ứng suất đồng đều, luôn có xu hướng co lại diện tích bề mặt. Do đó, ta thấy rằng các bọt khí trong chất lỏng và các giọt hơi nước trong khí quyển có hình dạng gần như hình cầu.

Lực căng bề mặt tác dụng lên bất kỳ đường thẳng tưởng tượng nào trên bề mặt tự do tỷ lệ thuận với chiều dài của đường thẳng đó và tác dụng theo hướng vuông góc với nó. Sức căng bề mặt trên mỗi đơn vị chiều dài được biểu thị bằng mN/m. Độ lớn của nó khá nhỏ, xấp xỉ 73 mN/m đối với nước tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ phòng. Có sự giảm nhẹ về sức căng bề mặt.itiếp tục tăng khi nhiệt độ tăng.

Trong hầu hết các ứng dụng thủy lực, sức căng bề mặt ít có ý nghĩa vì các lực liên quan thường không đáng kể so với các lực thủy tĩnh và động. Sức căng bề mặt chỉ quan trọng khi có bề mặt tự do và kích thước biên nhỏ. Do đó, trong trường hợp các mô hình thủy lực, ảnh hưởng của sức căng bề mặt, vốn không đáng kể trong nguyên mẫu, có thể ảnh hưởng đến hành vi dòng chảy trong mô hình, và nguồn lỗi này trong mô phỏng phải được xem xét khi giải thích kết quả.

Hiệu ứng sức căng bề mặt thể hiện rất rõ rệt trong trường hợp các ống có đường kính nhỏ hở ra ngoài không khí. Chúng có thể là các ống đo áp suất trong phòng thí nghiệm hoặc các lỗ rỗng trong đất. Ví dụ, khi nhúng một ống thủy tinh nhỏ vào nước, người ta sẽ thấy nước dâng lên bên trong ống, như thể hiện trong Hình 3.

Mặt nước trong ống, hay còn gọi là mặt cong của chất lỏng, lõm lên trên. Hiện tượng này được gọi là mao dẫn, và sự tiếp xúc tiếp tuyến giữa nước và thủy tinh cho thấy lực liên kết bên trong của nước nhỏ hơn lực bám dính giữa nước và thủy tinh. Áp suất của nước bên trong ống gần mặt thoáng nhỏ hơn áp suất khí quyển.