Кинематический коэффициент вязкости воды при различных температурах

Вязкость воды. Кинематическая вязкость воды. Динамическая вязкость воды

Вода – это жидкость, без которой невозможна жизнь на земле. Но многие не знают, что она имеет много свойств, несколько видов и особенностей. Одна из них – вязкость, которая используется не только в физике, но и в других сферах знаний и жизни человека. Это такие отрасли, как медицина, косметология, кулинария, автомобильная промышленность. Еще один вид этой характеристики – условная вязкость – активно используется в нефтедобывающей промышленности, химии и физике.

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости – это свойство реальных жидкостей оказывать сопротивление касательным усилиям (внутреннему трению) в потоке. Вязкость жидкости не может быть обнаружена при покое жидкости, так как она проявляется только при её движении. Для правильной оценки таких гидравлических сопротивлений, возникающих при движении жидкости, необходимо прежде всего установить законы внутреннего трения жидкости и составить ясное представление о механизме самого движения.

Содержание статьи

• Физический смысл вязкости
• Вязкость кинематическая, динамическая и абсолютная
• Коэффициент вязкости жидкости
• Методы измерения вязкости. Метод Стокса
• Видео о вязкости

Плотность воды, теплопроводность и физические свойства H2O

Рассмотрены физические свойства воды: плотность воды, теплопроводность, удельная теплоемкость, вязкость, число Прандтля и другие. Свойства представлены при различных температурах в виде таблиц.

Кинематическая вязкость воды при различных температурах

Вода H₂O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается. Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Кинематическая вязкость воды — таблица

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с кровью, или с маслами, то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – ацетон, бензол и сжиженные газы, например такие, как жидкий азот.

Что за явление – динамическая вязкость воды?

Отличительной особенностью является вязкость воды, сопротивляющаяся перемещению частиц в отношении друг друга. Она подразделяется на объемную и тангенциальную. Объёмная сопротивляется растяжению, она начинает действовать при распространении в воде различных звуковых волн. Тангенциальная вязкость способна оказывать сопротивление сдвигающему усилию.

Характерным свойством воды является текучесть, с которой мы сталкиваемся постоянно. Вязкость жидкости обратно пропорциональна ее текучести. Между отдельными молекулами возникает сила трения, и чтобы сдвинуть их с места, необходимо приложить усилие. Такое явление получило в науке название “динамическая вязкость воды”, которую можно увеличить, если в воде растворить какие-либо вещества. Это могут быть различные соли. Динамическую вязкость воды еще называют абсолютной, ее можно узнать с помощью произведения плотности жидкости на ее кинематическое сопротивление.

Такая пониженная текучесть потока, где линейная скорость под воздействием давления сдвига в 1 ньютон на метр квадратный имеет градиент один метр в секунду на одном метре расстояния, перпендикулярного к плоскости сдвига, является единицей измерения абсолютной (динамической) вязкости. Ее измеряют при помощи коэффициента динамической вязкости (μ, η). Например, в морской воде, где присутствуют неорганические соединения, сопротивление воды намного выше, чем у пресной. Это можно почувствовать, даже плавая в ней: если сравнить воду Азовского и Средиземного моря, то во втором варианте человек быстрее научится плавать, так как там вода более соленая.

Что представляет собой кинематическая вязкость воды?

В физике известно два вида жидкости – ньютоновская и неньютоновская. Течение первого вида подлежит описанию согласно законам вязкого трения Ньютона. При этом, соответственно, меняется название коэффициента пропорциональности. Кинематическая вязкость воды при 20 градусах по Цельсию составляет 1,006*10 6 м 2 /с.

Существуют специализированные таблицы со значениями кинематического сопротивления жидкости. Они изменяются при разных показателях температуры при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. Значения, в которых выражена вязкость воды, представлены в них в диапазоне температуры от 0 до 350 °С. Если нагреть эту жидкость больше 100 °С, ее кинематическое сопротивление дается на линии насыщения. Эти значения важны при различных температурах. Без них не обойтись при вычислении величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

При сравнительном анализе разных жидкостей, подчиненных закону Ньютона, например, крови или масел, доказано, что вода имеет меньшую вязкость. Она обладает большими показателями сопротивления в сравнении с органическими жидкостями.

Теплофизические свойства воды на линии насыщения (100…370°С)

В таблице представлены теплофизические свойства воды H₂O на линии насыщения в зависимости от температуры (в диапазоне от 100 до 370°С). Каждому значению температуры, при которой вода находится в состоянии насыщения, соответствует давление ее насыщенного пара. При этих параметрах жидкость и ее пар находятся в состоянии насыщения или термодинамического равновесия.

В таблице даны следующие теплофизические свойства воды в состоянии насыщенной жидкости:

• давление насыщенного пара при указанной температуре p, Па;
• плотность воды ρ, кг/м 3 ;
• удельная энтальпия воды h, кДж/кг;
• удельная (массовая) теплоемкость C_p, кДж/(кг·град);
• теплопроводность λ, Вт/(м·град);
• температуропроводность a, м 2 /с;
• вязкость динамическая μ, Па·с;
• вязкость кинематическая ν, м 2 /с;
• коэффициент теплового объемного расширения β, К -1 ;
• коэффициент поверхностного натяжения σ, Н/м;
• число Прандтля Pr.

Свойства воды на линии насыщения имеют зависимость от температуры. Ее влияние особенно сказывается на вязкости воды — динамическая вязкость H₂O при повышении температуры значительно снижается. Если, при температуре 100°С значение этого свойства воды в состоянии насыщения равно 282,5·10 -6 Па·с, то при температуре, равной, например 370°С, динамическая вязкость снижается до величины 56,9·10 -6 Па·с.

Другие свойства воды такие, как плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость, температуропроводность при росте ее температуры имеют тенденцию к снижению своих значений. Например, плотность воды уменьшается с 958,4 до 450,5 кг/м 3 при нагревании со 100 до 370°С.

Теплопроводность воды в состоянии насыщения при увеличении температуры также снижается (в отличие от нормальных условий и температуре до 100°С, при которых имеет место ее рост в процессе нагрева). Снижение теплопроводности связано с увеличением как температуры, так и давления насыщенной жидкости.

Следует отметить, что удельная энтальпия воды в зависимости от температуры значительно увеличивается при нагревании, как до температуры кипения, так и выше.

Уравнение кинематической вязкости воды

Мера кинематического сопротивления жидкости – это коэффициент кинематической вязкости воды. Его, как и любую физическую величину, также можно вычислить. Он выражен отношением динамической вязкости к плотности:

• μ — динамическая вязкость в Н*с/м 2 ;
• ρ — плотность в кг/м 3 ;
• ν — кинематическое сопротивление в м 2 /c.

Естественно то, что вязкость меняется, как и агрегатные состояния вещества. Такие научные данные используются в авиа- и судостроении и некоторых других отраслях промышленности.

Теплопроводность воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении

В таблице представлены значения теплопроводности воды в жидком состоянии при нормальном атмосферном давлении. Теплопроводность воды указана в зависимости от температуры в интервале от 0 до 100°С.

Вода при нагревании становиться более теплопроводной — ее коэффициент теплопроводности увеличивается. Например, при 10°С вода имеет теплопроводность 0,574 Вт/(м·град), а при росте температуры до 95°С величина теплопроводности воды увеличивается до значения 0,682 Вт/(м·град).

Теплопроводность воды в зависимости от температуры

t, °С	0	5	10	15	20	25	30	35	40	50
λ, Вт/(м·град)	0,569	0,572	0,574	0,587	0,599	0,609	0,618	0,627	0,635	0,648
t, °С	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100
λ, Вт/(м·град)	0,654	0,659	0,664	0,668	0,671	0,674	0,677	0,68	0,682	0,683

Что такое вязкость жидкостей

Вязкость присутствует у всех веществ обладающих текучестью. Текучесть — это перемещение / сдвиг одних частиц вещества относительно других частиц этого же вещества. Вязкость же, благодаря силе внутреннего трения, возникающему между частицами, оказывает сопротивление процессу текучести. Эта формулировка верна для газообразных и жидких веществ. Вязкость твердых веществ имеет несколько иную природу и описывается отдельно.

Вязкость жидкостей подразделяется на два вида – кинематическую вязкость и динамическую, которую еще называют абсолютной или простой и зависит от концентрации раствора, давления и температуры.

Аномалия вязкости воды проявляется в том, что при росте температуры или давления она уменьшается.

Выводы

Как и все остальные свойства воды, вязкость играет важную и незаменимую роль для всей нашей планеты.

Вязкость воды

3 комментария к “Вязкость воды”

Все свойства воды сверхзначимы для человека … просто как правило мы не знаем где и как они проявляются в обычной жизни …

про одни свойства мы знаем а другие нет … знание сила

Вязкость воды — десять в шестой степени. Может, это вязкость оконного стекла?

Оставьте комментарий Отменить ответ

Что происходит с водой при повышении температуры?

Затрудненная текучесть жидкости меняется с увеличением или уменьшением температуры, то есть коэффициент кинематической вязкости воды и динамический показатель не являются стабильными. Следовательно, коэффициенты сопротивления соленой и пресной воды разные.

Так как все значения этих коэффициентов невозможно запомнить, есть специализированные таблицы, где определена вязкость воды при температуре различных уровней. Данными пользуются в теории и на практике.

Поиск по сайту

Концепция и реализация проекта О воде | H2O и Водных ресурсах мира © vodamama.com 2014 – 2021

Политика конфиденциальности / Условия и положения использования сайта – Privacy policy / Terms and conditions

Все материалы сайта защищены Законом “Об авторском праве и смежных правах”. Сайт – vodamama.com является общедоступным и работает в рамках и в соответствии с действующим законодательством Украины.

Копирование, перепечатка или воспроизведение любых текстовых материалов, размещенных на сайте vodamama.com , строго запрещается.

Администрация ресурса может не разделять мнение автора. При подготовке материалов информация берётся из общедоступных источников и специальной проверки на достоверность не проходит.

Администрация сайта радикально негативно относится к нарушениям авторских или каких либо других имущественных прав. Поэтому, если Вы вдруг обнаружили, что на страницах нашего сайта нарушены, какие либо авторские или имущественные права, просим вас незамедлительно, воспользовавшись формой обратной связи, сообщить нам про это. После получения подтверждения нарушения мы незамедлительно устраним его.

Как определить вязкость жидкости?

Вискозиметр специализируется на измерении этой характеристики воды с помощью таких методов:

• метод падающего шарика;
• истечение жидкости через капилляр;
• определение сопротивления с помощью ротационных вискозиметров.

Определяя коэффициент вязкости воды, на практике больше используют относительные методики, а не абсолютные, что позволяет пренебречь в расчетах константами приборов. Измерения сначала выполняют для стандартной жидкости, а потом для исследуемой.

От чего зависит вязкость?

Меняет значение и кинематическая вязкость воды, нагреваясь и охлаждаясь. При повышении температуры она становится меньше. Другими словами, вода при нагревании становится менее сопротивляемой, а при максимальном охлаждении проявляется высокая вязкость воды.

Коэффициент вязкости воды.

Приводятся значения динамического коэффициента вязкости воды μ, в интервале температур от 0 °C до 100 °C.

Динамический коэффициент вязкости воды:

Вязкость (внутреннее трение) – одно из явлений переноса, свойство текучих (жидкостей и газов ) и твёрдых ( металлов , полупроводников, диэлектриков, ферромагнетиков) тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате работа, затрачиваемая на это перемещение, рассеивается в виде тепла.

Различают динамическую вязкость и кинематическую вязкость. Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества.

Ниже в таблице приводятся значения динамического коэффициента вязкости воды μ, в интервале температур от 0 °C до 100 °C. Динамические коэффициенты вязкости выражены в миллипаскаль-секундах (мПа·c), что идентично сантипуазам (сП).

T, °С	μ, мПа·с (сП)	T, °С	μ, мПа·с (сП)	T, °С	μ, мПа·с (сП)
1, 792	33	0, 7523	67	0, 4233
1	1, 731	34	0, 7371	68	0, 4174
2	1, 673	35	0, 7225	69	0, 4117
3	1, 619	36	0, 7085	70	0, 4061
4	1, 567	37	0, 6947	71	0, 4006
5	1, 519	38	0, 6814	72	0, 3952
6	1, 473	39	0, 6685	73	0, 3900
7	1, 428	40	0, 6560	74	0, 3849
8	1, 386	41	0, 6439	75	0, 3799
9	1, 346	42	0, 6321	76	0, 3750
10	1, 308	43	0, 6207	77	0, 3702
11	1, 271	44	0, 6097	78	0, 3655
12	1, 236	45	0, 5988	79	0, 3610
13	1, 203	46	0, 5883	80	0, 3565
14	1, 171	47	0, 5782	81	0, 3521
15	1, 140	48	0, 5683	82	0, 3478
16	1, 111	49	0, 5588	83	0, 3436
17	1, 083	50	0, 5494	84	0, 3395
18	1, 056	51	0, 5404	85	0, 3355
19	1, 030	52	0, 5315	86	0, 3315
20	1, 005	53	0, 5229	87	0, 3276
20,2	1, 000	54	0, 5146	88	0, 3239
21	0, 9810	55	0, 5064	89	0, 3202
22	0, 9579	56	0, 4985	90	0, 3165
23	0, 9358	57	0, 4907	91	0, 3130
24	0, 9142	58	0, 4832	92	0, 3095
25	0, 8937	59	0, 4759	93	0, 3060
26	0, 8737	60	0, 4688	94	0, 3027
27	0, 8545	61	0, 4618	95	0, 2994
28	0, 8360	62	0, 4550	96	0, 2962
29	0, 8180	63	0, 4483	97	0, 2930
30	0, 8007	64	0, 4418	98	0, 2899
31	0, 7840	65	0, 4355	99	0, 2868
32	0, 7679	66	0, 4293	100	0, 2838

Источник: Павлов, К. Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. Под ред. П.Г. Романкова. – 11-е изд., стереотипное. Перепечатка с изд. 1987 г. – М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

Как возможно научиться писать тексты и зарабатывать на этом удаленно? Например, можете пройти курс » Копирайтинг от А до Я «, который подойдет даже начинающим авторам.