15. Тығыздық, тұтқырлық (вязкость) дегеніміз не және өрнегін айтыңыз.

Тығыздық. Дене (зат) массасының көлемге қатынасын тығыздық деп атайды. Тығыздық (кг/м³)р = M / V. Тығыздық жеке көлемге v_ж кері мөлшерді ұсынады; р=1/v_ж, мұндағы v_ж=V/M. Ерітіндінің тығыздығы оның массалық бөлігіне байланысты болады. Екі заттың тығыздығының қатынасын салыстырмалы тығыздық деп атайды. Әдетте заттардың салыстырмалы тығыздығын тазартылған судың салыстырмалы тығыздықпен анықтайды: Р_сал = р/р_в, мұндағы, р – заттың тығыздығы; р_в – судың тығыздығы.

Тұтқырлық (вязкость). Бұл қасиет шынайы сұйықтарға ортақ қасиет. Пәк (идеальная) сұйықтарда тұтқырлық болмайды.Тұтқырлық Ньютонның заңының формуласымен есептейді: Т = µFdw/dn,

Мұндағы Т – ішкі ысылу күші (трение), Н; µ - динамикалық тұтқырлықтың коэффициенті, (Па*с); F – сұйықтардың қабаттарының айқасу көлемі, м² ; dw/dn – жылдамдықтың градиенті (1/с).

Бірліктердің техникалық жүйесінде динамикалық тұтқырлық пауза (П) немесе сантипауза көрсеткіштерімен өлшенеді: 1П = 10^-5 Па*с

Кинематикалық тұтқырлық стокс (СТ) немесе сантистокс бірліктерімен өлшенеді: 1Ст = 10^-4 м² /с = 1 см² /с.

Тұтқырлықтың этолоны ретінде дистилденген суды қолданады және Энглер градусымен өлшейді - ºE.

Тұтқырлық (вязкость) сұйықтықтардың қасиеттері ламинарлы ағын кезінде күштерге қарсылығын білдіретін және оның бөліктерін салыстырмалы орын ауыстыруын тудыратынын жабысқақтық деп атайды. Тұтқырлықты динамикалық және кинематикалық деп екі түрге бөледі.

Тұтқырлықтың қозғалысқа қарсылығының себебі сұйықтықтар бөліктерінің арасындағы молекулярлық өзара әрекеті, сонымен қатар сұйықтықтар молекулаларының арасындағы және ондағы қатты денелердің өзара әрекеті болып табылады.

Тұтқырлық қабаттың қарсы қозғалысына қатты жылдамдықпен орын ауыстыратын жағына бағытталған ішкі үйкелесу күштің және осы қабатқа әсер ететінін сипаттайды. Осымен ішкі үйкелесу күші осы сұйық қабат қозғалысына қарсылық тудырады.

Тұтқырлық нақты сұйықтықтың жабысқақтығы болмайтын идеалды сұйықтың арасындағы негізгі айырмашылық болып табылады.

Сұйықтық қабаттарының арасындағы ішкі үйкелесудің алғашқы негізгі заңдары 1686 ж. Ньютонмен берілген және келесілерге жіктеледі:

- тұтқырлық және ішкі үйкелесу күші іс жүзінде қысымға байланысты емес;

- ішкі үйкелесу күші аралас қабаттардың салыстырмалы орын ауыстыру жылдамдығына немесе жылдамдық градиентіне тура пропорционал. Осы жағдайда салыстырмалы жылдамдықты бір (а) қабатынан басқа (b) қабатына сұйықтық қозғалыс бағытына нормаль бойынша өту кезінде жылдамдықтың жетілуі деп түсінеді. Бұл жылдамдықтың жетілуін ағынның қозғалысына нормаль бойынша ұзындық бірлігінде жылдамдық градиенті деп атайды.

Сұйықтың ішкі үйкелесуі туралы Ньютонмен айтылған белгілеулерін әрі қарай ірі орыс ғалымы Н.П. Петровтың (1836-1920) тәжірибелерімен тексерілген.Ньютон заңының математикалық формуласы:Т = mFdw / dn, мұндағы, Т – ішкі үйкелесу күші немесе жанама күші, Н; m – жабысқақтықтың динамикалық коэффициенті немесе динамикалық жабысқақтық (Па-с); F – сұйық қабаттардың жанасу аумағы, м²; dw / dn – жылдамдық градиенті (1/с).

Динамикалық жабысқақтық техникалық бірлік жүйесінде пуаз (П) және сантипуазбен өлшенеді және СИ жүйесінде динамикалық жабысқақтық бірлігімен байланысты: 1П = 10^-5 Па –с. Ньютон заңынан ішкі үйкелесу күші немесе жанама қуат түсінігінен шығады: т = Т/Р = m dw/dn

Кинематикалық жабысқақтық техникалық бірлік жүйесінде де стокс (Ст) және сантистокспен өлшенеді. Техникалық бірлік жүйесінде және СИ жүйесінде кинематикалық жабысқақтық бірлігінің қатынасының түрі: 1Ст = 10^-4 м²/с = 1 см²/с.

Жабысқақтық эталоны тазартылған су болып табылады, сондықтан кейбір кездері жабысқақтықты Энглер градусымен өлшейді. Энглер градусындағы жабысқақтық (°Е) бір ыдыстағы зерттелелген сұйықтың 200 см³ t₁ уақыт аралығында және дәл сондай көлемді ыдыста t уақыттағы 20 С температурада тазартылған судың қатынасы, яғни °Е = t₁/ t болып табылады.

СИ жүйесінде (см²/с) Энглер градусының жабысқақтығы кинематикалық жабысқақтыққа көшуі Убеллод эмпирикалық формуласы бойынша орындалады: V = 0,0731 °Е – 0,0631/ °Е. Тамшы сұйықтығының жабысқақтығы температураның көтерілуіне байланысты төмендейді. Газдардың жабысқақтығы керісінше, оның көтерілуіне байланысты ол да ұлғаяды. Тамшы сұйықтығы және газдар жабысқақтығындағы температураның әсерінің айырмашылығының себебі газдардың жабысқақтығы молекулярлы-кинематикалық табиғатты, ал тамшы сұйықтығының жабысқақтығы молекула арасындағы ұштасу күшінің негізіне байланысты болады. Газдардың тығыздығы тамшы сұйықтық тығыздығынан мың есе аз болғандықтан, олардың кинетикалық жабысқақтығы осы сұйықтардың жабысқақтығынан көп болуы мүмкін.