Suyuqliklarning asosiy parametrlari

SUYUQLIKLARNING ASOSIY PARAMETRLARI

REJA:

1. 
   Suyuqlik to‘g‘risida asosiy tushunchalar
   
2. 
   Suyuqliklarga ta’sir qiluvchi kuchlar
   
3. 
   Suyuqliklarning flzik xossalari
   

Juda kichik miqdordagi kuchlar ta’sirida o‘z shaklini o‘zgartiruvchi fizik jismlar suyuqliklar deb ataladi. Ular qattiq jismlardan o‘z zarrachalarining juda harakatchanligi bilan ajralib turadi va oquvchanlik xususiyatiga ega bo‘ladi. Shuning uchun ular qaysi idishga quyilsa, o‘shaning shaklini oladi. Gidravlikada suyuqliklar ikki gruppaga: tomchilanuvchi (kapelnie) suyuqliklarga va gazsimon suyuqliklarga ajraladi. Suyuqlik deganda tomchilanuvchi suyuqlikni tuchunishga odatlanilgan bo‘lib, ular suv, spirt, neft, simob, turli moylar va tabiatda hamda texnikada uchrab turuvchi boshqa har xil suyuqliklardir. Tomchilanuvchi suyuqliklar bir qancha xususiyatlarga ega: 1) hajmi bosim ta’sirida juda kam 0‘zgaradi va siqilishga qarshiligi juda katta; 2) harorat o'zgarishi bilan hajmi oz miqdorda o'zgaradi;. 3) cho‘zuvchi kuchlarga deyarli qarshilik ko‘rsatmaydi; 4) sirtida molekulalararo o‘zaro qovushoqlik kuchi yuzaga keladi va u sirt taranglik kuchini vujudga keltiradi. Tomchilanuvchi suyuqliklaming boshqa xususiyatlari to‘g‘risida keyinchalik yana to'xtalib o'tamiz. Gazlar tomchilanuvchi suyuqliklardagiga nisbatan ham tezroq harakatlanuvchi zarrachalardan tashkil topgan bo‘lib, ular bosim va temperatura ta’sirida o‘z hajmini tez o‘zgartiradi. Ularda cho‘zuvchi kuchga qarshilik va qovushoqlik kuchi tomchilanuvchi suyuqliklarga nisbatan juda ham kam. Gazlar bilan gaz dinamikasi, termodinamika va aerodinamika fanlari shug‘ullanadi. Gidravlika kursi asosan tomchilanuvchi suyuqliklar bilan shug‘ullanadi. Shuning uchun uni bundan buyon to‘g‘ridan-to‘g‘ri suyuqlik deb atayveramiz.

Suyuqliklarga ta’sir qiluvchi kuchlar qo‘yilish usuliga qarab ichki va tashqi kuchlarga ajraladi: ichki kuchlar - suyuqlik zarrachalarining o‘zaro ta’siri natijasida vujudga keladi; tashqi kuchlar - suyuqlikka boshqa jismlaming ta’sirini ifodalaydi (masalan, suyuqlik solingan idish devorlarining ta’siri, ochiq yuzaga ta’sir qilayotgan havo bosimi va h.k.). Ichki kuchlar siljituvchi kuchlarga qarshilik sifatida namoyon bo‘ladi va ichki ishqalanish kuchi deyiladi. Tashqi kuchlami yuza bo‘yicha va hajm bo'yicha ta’sir qiluvchi kuchlar sifatida ko‘rish mumkin. Shuning uchun suyuqliklarga ta’sir qiluvchi kuchlar yuza bo'yicha yoki hajm bo‘yicha ta’sir qilinishiga qarab yuzaki va massa kuchlarga bo‘linadi. Yuzaki kuchlar - qaralayotgan suyuqlik hajmining sirtlariga ta’sir qiluvchi kuchlardir. Ularga bosim kuchi, sirt taranglik kuchi, suyuqlik solingan idish devorining reaktsiya kuchlari, ichki ishqalanish kuchi kiradi. Ichki ishqalanish kuchlari suyuqlik harakat qilgan vaqtda yuzaga keladi va qovushoqlik xususiyatini yuzaga keltiradi (awalgi paragrafga qarang). Massa kuchlar - qaralayotgan suyuqlik hajmining har bir zarrasiga ta’sir qiladi va uning massasiga proportsional bo‘ladi. Ularga og'irlik va inertsiya kuchlari kiradi.
‘irlik. Suyuqlikning hajm birligiga teng miqdorining og'irluning solishtirma og‘irligi deb ataladi va grekcha у harfi bilan belgilanadi. Yuqorida aytilgan ta’rifga asosan bu yerda V - suyuqlik hajmi (birligi m3), G - og‘irligi (birligi N). Solishtirma og‘irlikning o‘lchov birligi SI sistemasida ■ , И N texnik sistemada esa Щ- - bo‘lib, ular o‘zaro quyidagicha begilangan: m 1 -^ = 9,80665-^- m m Solishtirma og‘irlik hajmi awaldan ma’lum bo‘lgan turli idishlardagi suyuqliklaming og‘irligini o‘lchash usuli bilan yoki areometrlar yordami bilan aniqlanadi. Solishtirma og‘irlik bosimga va temperaturaga bog‘liq bo‘lib, ular o‘rtasidagi munosabat ideal gazlar uchun quyidagi formula bilan ifodalanadi: — = RT (1.2) Г bu yerda p - bosim ( ) , T - absolyut temperatura, R - gaz doimiysi m = 2 8 7— J~— ,lL em = 5 1 8 - kg grad kg grad Suyuqlik solishtirma og‘irligining 4°C dagi suvning solishtirma og‘irligiga nisbati uning nisbiy solshtirma og‘irligi bo‘ladi. 2. Solishtirma hajm. Suyuqlikning og‘irlik birligidagi miqdorining hajmi solishtirma hajm deyiladi va hajmni og‘irlikka bo‘lish yoii bilan aniqlanadi: u = I (1.3) (1.1) va (1.3) formulalardan ko‘rinib turibdiki: y v = 1 yoki v = — Y Solishtirma hajmning o‘lchov birligi SI sistemasida: и - Л - " 1’ ^ G| N Solishtirma hajm ham solishtirma og‘irlik kabi bosim va temperaturaga bog‘liq bo'Iib, u (1.2) ning boshqa ko'rinishi orqali ifodalanadi.
Suyuqlikning hajm birligiga to‘g‘ri kelgan tinish holatdagi massasi uning zichligi deb ataladi. Bu ta’rifga asosan P - £ (1-5) N s2 bunda M - suyuqlikning massasi (birligi-----). m Zichlikning o‘lchov birligi quyidagicha aniqlanadi: ■ | M N s 2 ^ ~ L1 “ m* ' Ba’zan nisbiy zichlik tushunchasi kiritiladi. Suyuqlik zichligining suvning 4°C issiqlikdagi zichligiga nisbali uning nisbiy zichligi bo‘ladi. (1.5) va (1.1) lardan ko‘rinib turibdiki, zichlik bilan solishtirma og'irlik o'zaro quyidagicha bogiangan: p = L (1.6) g u holda nisbiy zichlik va nisbiy solishtirma og‘irliklar o‘zaro quyidagicha bog‘lanadi: / W (1-7) JW WJHV Zichlik temperaturaga bog‘liq bo‘lib, odatda, temperatura ortishi bilan kamayadi. Bu o‘zgarish neft mahsulotlari uchun quyidagi munosabat orqali ifodalanadi: p, = ---------------- (1 .8 ) 1 + Д(г-20) bunda t- temperatura (birligi °C), Д - hajmiy kengayish temperatura koeffitsiyenti; p20 - suyuqlikning 20°C dagi zichligi. Suvning zichligi bu qonundan mustasno boiib, uning zichligi eng katta qiymatga 4°C (aniqrog‘i 3,98°C) da ega bo‘ladi. Uning issiqligi bundan oshsa ham, kamaysa ham zichligi kamayib boradi. 4. Suyuqliklarning issiqlikdan kengayishi. Yuqorida aytib o‘tilganidek, zichlik issiqlik o‘zgarishi bilan o‘zgarib boradi. Bu esa o‘z-o‘zidan issiqlik o‘zgarishi bilan hajmning o‘zgarishini ko‘rsatadi. Suyuqliklarning bu xususiyatini gidravlik mashinalami hisoblash va turli masalalami hal qilish vaqtida nazarga olish zarur bo‘ladi.
Qovushoqlik hodisasi suyuqliklaming harakati vaqtida yuzaga keladi va harakatlanayotgan zarracha harakatiga qarshilik sifatida namoyon boiadi. Bu qarshilikni yengish uchun ma’lum miqdorda kuch sarflash kerak bo'lib, qovushoqlik qancha kuchli bo'lsa, sarflash kerak bo‘lgan kuch ham shuncha ko‘p bo‘ladi. Qovushoqlik darajasini qovushoqlik koeffitsiyenti deb ataluvchi kattalik bilan ifodalanadi va u ikki xil koeffitsiyent orqali aniqlanadi hamda aniqlanish usuliga qarab dinamik va kinematik qovushoqlik koeffitsiyentlariga bo‘linadi. Dinamik qovushoqlik (yopishqoqlik) koeffitsiyent Suyuqlikni katta yuzaga ega bo‘lgan idishga solib, uning yuziga biror plastinka qo‘ysak va bu plastinkani ma’lum bir kuch bilan torta boshlasak, suyuqlik zarrachalari plastinka sirtiga yopishishi natijasida harakatga keladi (m). Agar plastinkaning qo'yilgan F kjjch ta’sirida olgan tezligi и bo'lsa, u bilan yonma-yon turgan zarrachalar ham и tezlikka ega bo‘ladi.
Idishning pastki devori harakatga kelmagani sababli uning sirtidagi zarrachalar harakat qilmaydi. Shunday qilib, suyuqlikning qalinligi bo‘yicha xayolan bir qancha yupqa qatlamlar bor deb faraz qilsak, har bir qatlamda zarrachalar tezligi har xil bo‘lib, u plastinkadan pastki devorga tomon kamayib boradi. Harakat ixtiyoriy qatlamga, uning ustida joylashgan boshqa qatlam zarrachalari orqali beriladi. Bu harakat suyuqlik qatlamlarining deformatsiyalanishiga olib keladi. Agar suyuqlik ichida pastki sirti idishning harakatsiz devoridan yi masofada, ustki sirti esa уг masofada bo‘lgan qatlamni ko‘z oldimizga keltirsak, yuqorida aytilgan sabablarga asosan uning pastki sirtida tezlik U] yuqorigi sirtida esa u2 bo‘ladi. Shunday qilib, olingan qatlamning qalinligi t±y = y2-y, bo‘yicha suyuqlik tezligi (u2 - ui) = Au miqdorga o'zgaradi, ya’ni qatlamning yuqorigi sirti pastki sirtiga nisbatan siljib qoladi va qatlamda ko‘rsatilgandek deformatsiyalanadi. Siljish burchagini a deb belgilasak, siljish kattaligi sirtidagi plastinkaga qancha ko‘p kuch qo‘ysak, siljish shuncha ko‘p bo‘ladi. Bu narsa Shunday qilib, suyuqliklardagi ichki ishqalanish kuchi tezlik gradiyentiga bog‘liq ekanligini tushunish mumkin. tga = — bo‘ladi. Qatlam qalinligini cheksiz kichraytirib differencial belgilashga Av o'tsak, u holda yuqoridagi nisbat tezlik gradiyenti f^ -j ni beradi. Agar suyuqlik qo'yilgan kuch bilan tezlik gradiyenti orasida qandaydir bog‘lanish mavjudligini ko‘rsatadi.