Внутреннее трение в газе

Вязкость (внутреннее трение) — свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.

Различают динамическую вязкость (единицы измерения: пуаз, 0,1Па·с) и кинематическую вязкость (единицы измерения: стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объёма через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.

В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения (динамическая вязкость) вычисляется по формуле:

где средняя скорость теплового движения молекул, средняя длина свободного пробега, Из этого выражения в частности следует, что вязкость не очень разреженных газов практически не зависит от давления, поскольку плотность прямо пропорциональна давлению, а обратно пропорциональна.

Для идеального газа можно использовать соотношение:

Влияние температуры на вязкость газов.

Формула Сазерленда может быть использована для определения вязкости идеального газа в зависимости от температуры:

динамическая вязкость в (Па·с) при заданной температуре ,

контрольная вязкость в (Па·с) при некоторой контрольной температуре ,

заданная температура в Кельвинах,

контрольная температура в Кельвинах,

постоянная Сазерленда для того газа, вязкость которого требуется определить.

Поиск по сайту: