Понятие о вязкости жидкостей

Адсорбция.

Природу явления адсорбции можно объяснить следующим образом. Молекулы или атомы вещества, расположенные на поверхности, обладают, в отличие от молекул и атомов, находящихся внутри вещества, свободными, не занятыми силами связи. Если у такой поверхности окажутся, допустим, атомы газа, то они могут удерживаться молекулами или атомами вещества, имеющими свободные силы связи, т. е. адсорбироваться. Если силы связи достаточно велики, адсорбированный атом останется у поверхности, если слабы — он может покинуть поверхность вещества.

Увеличение температуры, при которой протекает адсорбция, вследствие увеличения энергии тепловых колебаний адсорбированных частиц приводит к тому, что часть их возвращается в газовую среду и адсорбция уменьшается.

Понижение температуры, наоборот, вызывает возрастание адсорбции, пока на поверхности не образуется тонкий слой газа в несколько молекулярных слоев.

Аналогично на развитие адсорбции влияет и уменьшение давления: по мере снижения давления адсорбция уменьшается.

При увеличении давления адсорбция усиливается.

Помимо температуры и давления, на развитие процесса адсорбции значительно влияет природа адсорбируемого вещества и раствора. Из химических компонентов сильнее адсорбируются те, у которых температура кипения и испарения в жидкость выше., т.к. при нормальных условиях они менее «активны» (низкие скорости молекул).

Развитию адсорбции способствует наличие в растворе поверхностно-активных веществ, снижающих величину поверхностного натяжения раствора. ВУС.

Процесс адсорбции занимает очень короткий промежуток времени (доли секунды), дальнейшее же перемещение поглощенного поверхностного продукта в глубь вещества происходит гораздо медленнее - за счет диффузии или путем механического перемешивания.

Вязкостью, или внутренним трением, называется сопротивление, оказываемое жидкой средой при перемещенииодних ее частей относительно других.Известно, что при перемещении жидкости по каналу (рис. 89,6) скорость различных слоев жидкости будет неодинакова: слои у стенок канала будут перемещаться медленнее, чем внутренние. Изменение скорости перемещения слоев жидкости описывается параболической кривой (рис. 89, а).

Величина силы внутреннего трения между слоями определится следующей зависимостью (закон Ньютона): сила сопротивления движению пропорциональна градиенту скорости перемещения слоев.

где Р — сила внутреннего трения между слоями жидкости, перемещающимися с различной скоростью, дин;

dv/ ds — градиент скорости, характеризующий изменение скоростиперемещения слоев жидкости в направлении, перпендикулярномк их движению, сек-1;

h — коэффициент пропорциональности, зависящий от природы, состава и температуры жидкости; он же является коэффициентом абсолютной вязкости, или коэффициентом внутреннего трения.

За единицу абсолютной вязкости жидкостей — пуаз (пз) — принята вязкость такой жидкости, в которой сила I дин перемещает слой жидкости 1 см², по отношению к другому такому же слою, находящемуся от первого на расстоянии 1 см, со скоростью 1 см/сек.

В сварочных процессах, естественно, наибольший интерес представляет вязкость шлаков, образующихся на поверхности жидкого металла, так как от величины этого показателя и характера его изменения в процессе сварки зависят технологические свойства применяемых покрытий и флюсов, степень завершенности металлургических процессов и т. п.

Вязкость жидкостей, и сварочных шлаков в частности, очень зависит от температуры и в общем случае с повышением последней уменьшается. С увеличением температуры шлаки, снижая свою вязкость, проходят через три характерных состояния:

1 — хрупкое, отвечающее вязкости h >10¹³ пз;

2 — вязкое — h == 10¹³ … 10 пз;

3 — жидкотекучее — при h < 10 пз.

Для определения вязкости жидких шлаков применяют прибор, называемый вискозиметром.

1. Метод падения шарика основан на измерении скорости падения платинового шарикав исследуемой жидкости. В этом случае коэффициент вязкости определяется по формуле Стокса.

2. Метод вращения цилиндра имеет несколько разновидностей, одной из которых является измерение скорости вращения цилиндра в исследуемой жидкости под действием определенного вращающего момента. Вискозиметр градуируется по жидкости, вязкость которой известна (растворы сахара, глицерина).

…………………………………………………………………………………………………..

Дата добавления: 2015-06-26