Suyuqlik va gaz

Download 93,55 Kb. bet 10/12 Sana 07.01.2022 Hajmi 93,55 Kb. #326383

Bog'liq
SUYUQLIK VA GAZ

(p, g/sm3)
Solishtirma og‘irlik (y.; kg k/sm3)
1.	Toza suv	4	1	980
2.	Toza suv	15	0.999	999
3.	Dengiz suvi	15	1,02	1020
4.	Kerosin	15	0,79 - 0,82	790 - 820
5.	Benzin	15	0,68 - 0,78	680 - 780
6.	Gliserin	0	1,26	1260
7.	Neft	20	0,76 - 0,90	760 - 900

1.5-jadval. Suv solishtirma og‘irligining temperaturadan bog‘liqligi.

(t, 0C)	0	4	10	20	30	40
y, kgk/sm3	999,87	1000	999,73	998,23	995,67	992,24

Xususan, mo‘tadil temperatura va bosimdagi havo uchun uning termodinamik parametrlari ideal gazning quyidagi holat tenglamasi bilan bog‘langan:

pV =RT yoki p = pRT,

bunda V = 1/p - solishtirma hajm; p - bosim (kPa); p - zichlik (kg/m³); T - absolyut temperatura; R - solishtirma gaz doimiysi, masalan, havo uchun R = 287,1 Joul/(kg⁰K), tabiiy gaz uchun esa R = 520 Joul/(kg-°K).

Agar a - gazning molyar massasi (masalan, havo uchun u = 0,02896 kg/mol) bo‘lsa, u holda R=R0/u, bu yerda R0 ~ 8,314472 Joul/(mol⁰K) - universial gaz doimiysi. p = M/V ekanligini e’tiborga olsak, u holda bizga ma’lum bo‘lgan quyidagi Mendeleyev-Klapeyron (Klapeyron (1799­1864), fransuz fizigi va muhandisi) tenglamasiga kelamiz:

pV = ^MRT.

u

Gazlar uchun zichlikning o‘zgarishi ideal gazning (1.4) holat tenglamasiga ko‘ra bosim va temperaturaning o‘zgarishidan bog‘liq bo‘ladi. Bu munosabatdan ko‘rinadiki, temperaturaning oshishi bilan zichlik kamayadi va bosimning oshishi bilan esa zichlik ham oshib boradi. Suv uchun uning har xil termodinamik parametrlari o‘rtasidagi bog‘lanishni sodda arifmetik ifoda ko‘rinishida ifodalab bo‘lmaydi, ammo bu bog‘lanish jadvallar yordamida ham aniqlanishi mumkin.

Umuman olganda, suyuqlik zarrachasining gidrodinamik miqdorlari Oxyz to‘g‘ri burchakli Dekart koordinatalari fazosida p = p(x,y,z,t) - zichlik, T = T⁽^ y^, z^, t⁾ - temperatura, p = p(x, y, z, t) - bosim, u = u (x, y, z, t) - tezlik va boshqa funksiyalar orqali ifodalanadi.

Qovushoqlik. Harakatlanayotgan suyuqlikdagi siljish kuchlarining miqdori dinamik qovushoqlik tushunchasiga olib keladi. Suyuqlikning qovushoqligi deb uning zarrachasi ko‘chishiga qarshilik ko‘rsatish xossasiga aytiladi. Molekulalarning o‘zaro ta’sirlashishi qovushoqlikning fizik sababidir. Suyuqlik tomchilari va gazlarning molekulyar tuzilishi farqli bo‘lganligi sababli ularning qovushoqlik tabiati ham farqli bo‘ladi. Suyuqliklarda qovushoqlik - bu uning molekulalari orasidagi ichki ishqalanish kuchining, gazlarda esa molekulalarning xaotik harakati natijasidagi ularning o‘zaro ta’sirlashishining paydo bo‘lishidir. Shuning uchun gazlarda temperaturaning oshishi bilan molekulalar harakati faollashadi, bu esa o‘z navbatida shu gazdagi qovushoqlikning oshishiga olib keladi. Aksincha, tomchili suyuqliklarda temperaturaning oshishi ularning qovushoqligi kamayishiga olib keladi, ya’ni molekulalar orasidagi o‘rtacha masofaning oshishi sodir bo‘ladi.

Moddaning muvozanat holati uning parametrlarining fazoda joylashishi bilan xarakterlanadi. Agar biror ta’sir natijasida fazoning biror

nuqtasida muvozanat buzilishi paydo bo‘lsa, u holda bu moddada shu

muvozanatni tiklashga intiluvchi mexanik yoki issiqlik almashinishi
jarayoni boshlanadi. Umumiy holda bu almashinish ko‘chirish jarayoni
eb ataladi. Turli hodisalarda energiyani, massani (moddani) va harakat
iqdorini ko‘chirish jarayonlarini kuzatish mumkin.

ovushoqlik - bu harakat miqdorini ko‘chirish jarayonini anglatadi.

ovushoqlik kuchlari qanday paydo bo‘lishini tushuntirish maqsadida

suyulikning doiraviy quvurdagi oqishini qaraymiz. Suyuqlik
zarracalarining tezlik vektorlari Ox o‘qiga parallel deb hisoblaymiz. Eng
soddaholdan kelib chiqib, oqim ko‘ndalang kesimidagi tezliklar
taqsimotini quramiz. Ko‘ndalang kesimdagi tezliklar taqsimotining grafik
tasviri tezliklar epyurasi (tezliklar maydoni) deb ataladi. Suyuqlikning
quvurdevoriga tegib turgan zarrachalari tezliklari nolga teng va
simmetriya o‘qiga yaqinlashgan sari bu tezlik oshib boradi, simmetriya
o‘qida esa u o‘zining maksimal qiymatiga erishadi: u - u_max (1.2-rasm).

Suyuqlikning o‘zaro dy masofada joylashgan ikki qatlamini (a-a va b-

b) qarylik. Faraz qilaylik, a-a qatlam u tezlik bilan harakat qilayotgan
bo‘lsin. Demak, b-b qatlam ham mos ravishda u+du tezlikka ega bo‘ladi.
Shunday qilib, qatlamlar orasida joylashgan to‘g‘ri to‘rtburchakli suyuqlik
zarracasining yuqori va quyi chegaralari tezliklari turlicha bo‘lganligi
hisobidan uning deformatsiyalanishi sodir bo‘ladi. Bunday harakat gidro-
mexanika nuqtai nazaridan oddiy siljish yoki sof siljish oqimi deb ataladi.

rasmda tasvirlangan element orqali molekulalarning o‘zaro ta’sirlashishi kuchla-

nish tezorining urinma tashkil etuvchisi paydo bo‘lishiga olib keladi. Bunda tashkil etuvchining ishorasi, ya’ni uning yo‘nalishi shundayki, qaralayotgan elementning ikkala tarafi bo‘yicha tezliklar ayirmasining kamayib Quvurdagi oqim borishi mos keladi. va tezlik eyurasi.

Harakatlanayotgan suyuqlik qatlamlari orasida paydo bo‘ladigan taranglik kuchining miqdori Nyuton tomonidan taklif etilgan va ko‘p sonli tajribalar bilan tasdiqlangan formula bilan aniqlanadi:

^F ish q - ^S , bu yerda S- o‘zaro tegib turgan qatlamlar sirti yuzasi; du/dy

• 
  miqdor normal yo‘nalishida tezlik o‘zgarishini, boshqacha aytganda, agar epyura haqida gap ketsa - tezlikning o‘zgarish sur’atini bildiradi. Ba’zida bu miqdorni tezlikning ko‘ndalang gradiyenti yoki siljish deformatsiyasi tezligi deb ham atashadi. Oxirgi tenglikning ikkala tarafini S ga bo‘lamiz. F_ishq ^/S nisbat t- urinma kuchlanishni beradi.
  

Shunday qilib, tajribalar ko‘rsatdiki, ko‘pgina suyuqliklar uchun Nyuton gipotezasi o‘rinli, ya’ni bunga ko‘ra siljish kuchlanishi deformasiya tezligiga (gradientiga) to‘g‘ri proporsional, ya’ni

du

^T = ^UTy • ⁽¹⁵⁾

bunda u - suyuqlikning fizik tabiatidan, agregat holatidan va temperaturasidan bog‘liq, ammo uning bosimidan deyarli bog‘liq bo‘lmagan proporsionallik koeffisienti bo‘lib, u dinamik qovushoqlik yoki sodda qilib qovushoqlik koeffisienti deb ataladi va SI birliklar sistemasida Pa • s (bunda s - sekund) bilan o‘lchanadi. Toza suv uchun dinamik qovushoqlikning temperaturadan bog‘liqlik ifodasi fransuz olimi J.Puazeyl tomonidan taklif etilgan bo‘lib, u quyidagicha yoziladi:

U = U0 (1+0,0337t+0,000221t²)'¹, bunda t - temperatura, 0 - 90⁰C; U0 - bu t = 0⁰C dagi dinamik qovushoqlik. Dinamik qovushoqlik birligi uning nomiga «Puaz» (P) deb ataladi. SI birliklar sistemasida: 1 Pa • s = 10 P; SGS birliklar sistemasida esa 1 P = 1 g/(sms).

Yuqoridagi (1.5) munosabatdan yana bitta muhim xulosa chiqarish mumkin: agar suyuqlik tinch holatda bo‘lsa, u holda u = 0 va buning natijasida t = 0, ya’ni tinch holatda turgan suyuqlikda qovushoqlik kuchlari sezilmaydi. Bu tabiiy holda ham kuzatiladi. Haqiqatan ham, idishga solingan suyuq muhitning qovushoqlik darajasini bilish uchun, masalan, stol ustida turgan stakandagi suyuqlikni boshqa idishga quyib ko‘rish yoki shu stakanga biror tayoqchani botirib olib, keyin undan suyuqlik qanday oqib tushishini kuzatish kifoya. Bu bilan biz suyuqlikning harakatini tabiiy holda kuzatgan bo‘lamiz.

Qaralayotgan suyuqlik zarrachasi tezligining ko‘ndalang gradiyenti quyidagicha mexanik ma’noga ega (1.3-rasm): dastlab to‘g‘ri to‘rtburchak shaklidagi suyuqlik zarrachasining yuqori va quyi qirralarida tezliklar farqi natijasida u deformatsiyalanadi va parallelogrammga aylanadi; dl kesma deformatsiyaning dt vaqt birligi ichidagi miqdorini ifodalaydi, ya’ni

„ _{7 7} du dl dl du tgy

Download 93,55 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: