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