co trze w cieczy - chemia.uni.lodz.pl · archimedes w prawo archimedesa siła wyporu działająca...

43
Co trze w cieczy poznajemy lepkość Uniwersytet Łódzki Wydział Chemii Katedra Chemii Fizycznej ADAM BUCZKOWSKI Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworów cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie Akademia Ciekawej Chemii 17.12.2014 r.

Upload: lykien

Post on 27-Feb-2019

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Co trze w cieczy ndash poznajemy lepkość

Uniwersytet Łoacutedzki Wydział Chemii

Katedra Chemii Fizycznej

ADAM BUCZKOWSKI

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Akademia Ciekawej Chemii 17122014 r

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych

httpwwwparticleincellcom2010es-pic-method httpenwikipediaorgwikiHydrogen_bond

Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

oddziaływania dyspersyjne Londona (2 kJ mol-1)

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

httpwpsprenhallcomwpsmediaobjects33113391416blb1102html

van der Waalsa

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych

httpwwwparticleincellcom2010es-pic-method httpenwikipediaorgwikiHydrogen_bond

Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

oddziaływania dyspersyjne Londona (2 kJ mol-1)

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

httpwpsprenhallcomwpsmediaobjects33113391416blb1102html

van der Waalsa

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

oddziaływania dyspersyjne Londona (2 kJ mol-1)

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

httpwpsprenhallcomwpsmediaobjects33113391416blb1102html

van der Waalsa

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

oddziaływania dyspersyjne Londona (2 kJ mol-1)

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

httpwpsprenhallcomwpsmediaobjects33113391416blb1102html

van der Waalsa

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje oddziaływań niekowalencyjnych Oddziaływania międzycząsteczkowe ndash inne niż wiązania kowalencyjne siły wiążące atomy i cząsteczki

Obejmują one w kolejności od najsilniejszych do najsłabszych

oddziaływania elektrostatyczne (jon-jon) 4-40 kJ mol-1

wiązania wodorowe zazwyczaj ok 20 kJ mol-1 (4-60 kJ mol-1)

oddziaływania jon ndash dipol (15 kJ mol-1) dipol ndash dipol

oddziaływania jon ndash dipol indukowany dipol ndash dipol ind

oddziaływania dyspersyjne Londona (2 kJ mol-1)

httpwwwstudybluecomnotesnotenchapter-13-mixturesdeck3519066

httpwpsprenhallcomwpsmediaobjects33113391416blb1102html

van der Waalsa

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Struktura ciekłej wody Ciekła woda ndash nie jest całkowicie chaotycznym zbiorem molekuł zachowuje częściowe uporządkowanie swej struktury w najbliższym otoczeniu rozpatrywanej molekuły

Woda może być uważana za szczegoacutelnego rodzaju ciecz zasocjowaną w ktoacuterej asocjacja odbywa się w całej objętości tworząc sieć troacutejwymiarową przy czym jednocześnie może wspoacutełistnieć kilka roacuteżnych konfiguracji

httpwwwuni-bielefelddechemiearbeitsbereichepc2researchhtml httpwebstanfordedugroupmarklandresearchhtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Roztwoacuter sacharozy w wodzie

Cząsteczki sacharozy

zbudowane są z reszt glukozy i fraktozy

liczne grupy hydroksylowe tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody

są dobrze rozpuszczalne w wodzie

httpwwwacsorgcontentacseneducationresourceshighschoolchemmatterspast-issuesarchive-2014-2015candymakinghtml

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Tarcie

całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie

dwoacutech ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne)

elementoacutew tego samego ciała (tarcie wewnętrzne)

Siła tarcia jest zwroacutecona przeciwnie do kierunku ruchu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Np woda i mioacuted

Wykazują roacuteżną zdolność do płynięcia (płynność)

Siłą powodującą przepływ może być ciężar przepływającej cieczy ktoacuterej przeciwstawia się siła tarcia wewnętrznego

Co trze w przepływającej cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Rozważmy przepływ cieczy przez wąską cylindryczną rurkę (kapilarę)

Prędkość przepływu cieczy w kapilarze wzrasta od ścianek do środka rurki

Dla ustalonej odległości od środka prędkość przepływu cieczy jest stała

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Q

T

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted

Ciecz zachowuje się jakby była zbudowana z warstw wzajemnie przesuwających się względem siebie

Tarcie tych warstw o siebie determinuje zjawisko lepkiego przepływu cieczy

Gdyby ciecz wykazywała zerową lepkość prędkość przepływu byłaby jednakowa w każdym punkcie strugi cieczy

Q

T

00

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

0

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba przezwyciężyć wzajemne przyciąganie cząsteczek (związane z oddziaływaniami międzycząsteczkowymi)

Lepkość można zinterpretować jako miarę oddziaływań międzycząsteczkowych w cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

cząsteczki płynu przemieszczają się po torach kolizyjnych często kolistych (wirowych)

wykonują one zaroacutewno ruch postępowy jak i wsteczny

doprowadza to do ich zderzania się i mieszania

przepływ w roacutewnoległych warstwach

zachodzi przy niewielkiej prędkości przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skutki przepływu erozyjna działalność rzek

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

W ciekach wodnych na skutek ruchu turbulentnego wody mogą

kotły

rynny

misy eworsyjne

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje przepływu ndash liczba Reynoldsa

Osborne Reynolds

dvRe

Laminarny (uwarstwiony)

Turbulentny (burzliwy)

Laminarny Re lt 2100

Nieustalony 2100 lt Re lt 4000

Turbulentny Re gt 4000

d

v

gęstość cieczy

średnica rurki

średnia prędkość przepływu

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

F S

T

Przesuwanie warstewek cieczy względem siebie napotyka opoacuter (tarcie wewnętrzne) wskutek istnienia sił przyciągania międzycząsteczkowych

Aby przesunąć warstewkę cieczy trzeba działać siłą F konieczną do pokonania tego oporu

Siłę tę definiuje roacutewnanie Newtonahellip

Jest wprost proporcjonalna do powierzchni S i roacuteżnicy prędkości warstw dv

Odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi dr Sir Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

S

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Warstwowe (laminarne) elementy cieczy

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

dv

dr

S

F sPa

s

Pa

s

m

m

m

N

1

12

Jednostką lepkości w układzie SI jest paskalosekunada

01 Pa s = 1 p (poise)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Rozważmy kulkę opadającą w cylindrze wypełnionym badaną cieczą

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

Q

gmQ k

grQ k

3

3

4

Isaac Newton

k

kk

V

m

gVQ kk 3

3

4rVk

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W

Prawo Archimedesa

Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do goacutery ndash przeciwnie do ciężaru

Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

Q

Archimedes

W Prawo Archimedesa Wartość siły wyporu jest roacutewna ciężarowi płynu wypartego przez to ciało

EUREKA

gmW w

gVW ck

grW c

3

3

4

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

Prawo Stokesa (1851 r)

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

vRF 6

siła oporu promień kulki

lepkość prędkość kulki (względem płynu)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

Q

W F

George Stokes

To tylko opadająca kulkahellip Gdzie tu trą laminarne elementy objętości

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka poruszająca się w cieczy zależy od lepkości cieczy

RvF 6

warstewka stacjonarna

(nieruchoma)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość

RvF 6

Siła oporu ktoacuterej doznaje niewielka kulka

poruszająca się w cieczy zależy od jej lepkości

Na opadającą kulkę działają trzy siły

ciężar kulki (darr)

siła wyporu (uarr)

siła oporu lepkiego (uarr)

Q

F W

grQ k

3

3

4

gVW ck

antyk

pozytywizm

barok

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W

QFW

Kulka opada ruchem jednostajnym

Zgodnie z I zasadą dynamiki działające siły muszą się roacutewnoważyć

gVW ck

rvF 6 gVQ kk

gVrvgV kkck 6

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

warunek roacutewnowagi

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

grrvgr kc

33

3

46

3

4

3

3

4rVk

v

rg ck

2

9

2

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Sir George Stokes

Q

F W gVrvgV kkck 6

v

rg ck

2

9

2

tL

rgck

2

9

2

Wielkości stałe

ttc

tc t

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

t

Lv

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Jak zmierzyć lepkość Czas opadania kulki jest proporcjonalny do lepkości cieczy

W cylindrze wypełnionym cieczą o większej lepkości kulka opada dłużej na dno naczynia dłużej

Badając czas opadania kulki w cylindrach wypełnionych badanymi cieczami możemy poroacutewnać lepkość tych cieczy

C

C

C

OH

H

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

H

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

H

OH

izopropanol glikol propylenowy

gliceryna

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Mioacuted

zawiera min cukry proste

glukozę i fruktozę

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

dobrze rozpuszcza się w wodzie

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

glukoza

fruktoza

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Skrobia

wielocukier

Zbudowany z reszt glukozy

liczne grupy hydroksylowe cząsteczek cukroacutew mogą tworzyć wiązania wodorowe

miesza się w wodzie tworząc zawiesinęhellip

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Woda i mioacuted i inne płyny

sPa101 3

Płyn Lepkość [Pamiddots]

Powietrze 1983 x 10-5

Woda 1 x 10-3

Oliwa 1 x 10-1

Glicerol 1 x 100

Mioacuted 1 x 101

Szkło 1 x 1040

sPa101 1

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Rodzaje wiskozymetroacutew pomiar czasu opadania kulki w cieczy (lepkościomierz kulkowy Hopplera)

pomiar czasu przepływu cieczy przez kapilarę (lepkościomierz kapilarny Ostwalda lub Ubbelohda)

Pomiar momentu skręcającego wywieranego przez ciecz znajdującą się w wirującym cylindrze na zanurzoną w niej tarczę (lepkościomierz tarczowy)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Q S

F

dr

dvSF

Roacutewnanie Newtona

siła roacutewnoważąca tarcie między warstwami pole powierzchni

lepkość

roacuteżnica prędkości

odległość pomiędzy warstwami

gradient prędkości

Isaac Newton

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

dx

dvSF

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik rarr płyn niutonowski

Isaac Newton

dx

dv

S

F

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

const

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz niutonowska

Roacutewnanie Newtona

naprężenie styczne (ścinające)

lepkość jako stały wspoacutełczynnik

Isaac Newton

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

consttg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

dx

dv

S

F

Ciecz nieniutonowska naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

S

F

dx

dv

Ciecz nieniutonowska

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

const Ciecz nieniutonowska

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

Zawiesina skrobi w wodzie mokry piasek

zawiesiny o dużym stężeniu ciała stałego

Zawiesina koloidalna w stanie stabilnym ulega flokulacji i dylatacji

Ciecz dylatacyjna (zagęszczana ścinaniem)

tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz nieniutonowska S

F

dx

dv

const

Lepkość wzrasta Lepkość maleje

Wraz ze wzrostem szybkości ścinania

pulpa papierowa mydło farba krew bita śmietana lawa lakier do paznokci

asymetryczne cząsteczki podlegają stopniowemu uporządkowaniu

układanie się dłuższych osi cząsteczek wzdłuż linii płynięcia

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzana ścinaniem) tg

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

const

Ciecz nieniutonowska

naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

Ciecz nieniutonowska

Ciecz pseudoplastyczna (rozrzedzona ścinaniem)

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Ciecz dylatacyjna naprężenie styczne (ścinajace)

szybkość ścinania

const

Fragment struktury skrobi

Przyłożona siła wpływa na szybkość przepływu

Ciecz płynie inaczej w zależności od siły jaką przyłożymy

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie

Podsumowanie

Ciekła woda posiada częściowo uporządkowaną strukturę

W kapilarze ciecz przepływająca z niewielką szybkością przepływa w roacutewnoległych warstwach

Wzajemne tarcie laminarnych elementoacutew cieczy determinuje zjawisko lepkiego przepływu

Lepkość można wyznaczyć mierząc

czas opadania kulki w cieczy

Czas przepływu cieczy przez kapilarę

Siłę działającą na tarczę zanurzoną w wirującym naczyniu z cieczą

Wraz ze wzrostem lepkości maleje płynność

Lepkość jest miarą oddziaływań międzycząsteczkowych i zmienia się wraz ze zmianą struktury cieczy

Lepkość płynu niutonowskiego nie zależy od przyłożonej siły

Lepkość płynu nieniutonowskiego rośnie lub maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania

Rodzaje oddziaływań międzycząsteczkowych Struktura ciekłej wody i roztworoacutew cukru Tarcie Przepływ Rodzaje przepływu Płyny niutonowskie i ich lepkość Metoda Stokesa Lepkość jako miara oddziaływań międzycząsteczkowych Płyny nieniutonowskie i ich właściwości Podsumowanie