• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Płyn

    Przeczytaj także...
    Mechanika płynów (ang. fluid mechanics) - dział mechaniki ośrodków ciągłych zajmujący się analizą ruchu płynów. Przez płyny rozumie się tutaj zarówno ciecze jak i gazy. Rozwiązaniem zagadnień mechaniki płynów zwykle jest określenie własności płynu (takich jak gęstość, temperatura) i własności danego przepływu (podanie pola prędkości, ciśnienia), w zależności od współrzędnych przestrzennych i czasu.Płyn idealny (płyn doskonały) (ang. ideal fluid) – płyn nielepki, w którym nie występują naprężenia ścinające i transport ciepła, a którego własności zależą jedynie od gęstości i ciśnienia. Model płynu doskonałego można w niektórych sytuacjach stosować do przybliżonego opisu powolnego przepływu cieczy o małej lepkości i gazów, choć wskazana jest daleko idąca ostrożność w tym zakresie.
    Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.
    Do przesyłania płynów stosuje się rury, tu w kotłowni.

    Płyn – każda substancja, która może płynąć, tj. charakteryzuje się wielką łatwością zmieniania wzajemnego położenia poszczególnych elementów nawet dla niewielkich sił, w przeciwieństwie do ciał stałych, które przy niewielkich siłach wykazują proporcjonalność odkształcenia do naprężeń. W wyniku czego płyn może swobodnie przemieszczać się (przepływać).

    Substancja – materia składająca się z obiektów (cząstek, atomów) posiadających masę spoczynkową. Substancją nie jest zatem np. fala lub pole fizyczne (grawitacyjne, elektryczne).Tiksotropia (pamięć cieczy) - właściwość niektórych rodzajów płynów, w których występuje zależność lepkości od czasu działania sił ścinających, które na ten płyn działały. Na przykład niektóre płyny tiksotropowe mogą stać się przez pewien czas mniej lepkie, gdy podda się je intensywnemu mieszaniu. Płyny takie po pewnym czasie (spoczynku) od momentu mieszania ponownie "zastygają", tzn. zwiększają swoją lepkość do normalnej wartości. Możliwe jest jednak także odwrotne zjawisko, tzn. płynem tiksotropowym jest także taka substancja, która czasowo zwiększa swoją lepkość na skutek mieszania. Tiksotropia jest więc procesem odwracalnym; do zniszczenia struktury tiksotropowej płynu wymagane jest dostarczenie energii.

    Pojęcia płynu nie należy utożsamiać tylko z cieczą, gdyż płynami są nie tylko ciecze, ale także wszystkie gazy, plazma, a nawet takie mieszaniny różnych faz fizycznych jak piana, emulsja, zawiesina i pasta. Działem mechaniki opisującym płyny jest mechanika płynów.

    Podstawową, mierzalną cechą płynów jest ich lepkość czyli miara oporu wewnętrznego jaki stawia płyn poddawany naprężeniom ścinającym zmuszającym go do przepływu. Lepkości z kolei nie należy mylić z gęstością, co jest powszechne w języku potocznym. Najmniejszą ideową cząstką płynu jest element płynu. Rozpatrując płyny, rozważa się ich oddziaływania wewnętrzne oraz powierzchniowe.

    Płyn pseudoplastyczny - płyn, w którym naprężenie styczne nie jest stałe i maleje monotonicznie wraz ze wzrostem prędkości ścinania, ale nie zależy od czasu i sposobu ścinania (jak ma to miejsce dla płynów tiksotropowych). Przykłady płynów pseudoplastycznych: krew, keczup, ciekły kauczuk, roztwory mydlane, bita śmietana, lakier do paznokci oraz wiele polimerów i in.Prawo Pascala - jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu.

    Statyka płynu[]

    Równowagą płynu w spoczynku zajmuje się dział zwany statyką płynów. Zachowanie się płynu w spoczynku wynika z praw mechaniki. Makroskopowym opisie płynu kluczowymi zagadnieniami są rozchodzenie się ciśnienia w całej objętości płynu opisane przez prawo Pascala i zachowanie równowagi w obecności sił masowych opisywane przez prawo Archimedesa.

    Siła masowa (siła objętościowa) – w fizyce jest to siła działająca na całą masę (objętość) ciała, a nie na wybrany punkt bądź powierzchnię. Wartość siły masowej działającej na jednostkę objętości ciała jest proporcjonalna do jego gęstości. Przykładami sił masowych są siły grawitacji, elektryczne lub w układzie inercjalnym siły bezwładności. Występowanie sił masowych opisywane jest najczęściej przez pewne pole sił działające na ciało. Kiedy stoimy na powierzchni Ziemi pole grawitacyjne nie działa na jakiś wybrany punkt naszego ciała, lecz na każdą najmniejszą jego cząstkę. Sytuację taką można sobie wyobrazić umieszczając w każdym punkcie ciała "malutką siłkę" ciągnącą je w dół.Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

    Podział płynów[]

    Pęknięcie bąbelka powietrza

    W zależności od relacji między naprężeniami ścinającymi a szybkością odkształcenia płyny dzieli się na:

  • płyn newtonowski - naprężenia są wprost proporcjonalne do szybkości odkształcenia,
  • płyn nienewtonowski - naprężenia nie są proporcjonalne do szybkości odkształcenia,
  • płyny plastycznolepkie,
  • płyny pseudoplastyczne (rozrzedzane lub zagęszczane ścinaniem),
  • płyny tiksotropowe (posiadające zmienną lepkość zależną od historii ścinania).
  • Dynamika płynów[]

    W dynamice płynów wprowadza się modele płynów:

    Stan skupienia materii – podstawowa forma, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe właściwości fizyczne. Właściwości substancji wynikają z układu oraz zachowania cząsteczek tworzących daną substancję. Bardziej precyzyjnym określeniem form występowania substancji jest faza materii.Dynamika płynów – dział mechaniki płynów zajmujący się ruchem płynu (czyli cieczy lub gazu), a w szczególności siłami powodującymi ten ruch.
  • płyn doskonały (nielepki i nieściśliwy),
  • płyn lepki i nieściśliwy (ciecz idealna),
  • płyn nielepki i ściśliwy (gaz nielepki),
  • płyn rzeczywisty (model pełny, lepki i ściśliwy).
  • Szczególne przypadki płynów[]

    Szczególnym rodzajem płynów nieopisanych powyżej są płyny anizotropowe, których własności zależą od kierunku ich określania. Przykładami takich płynów są ciekłe kryształy. W wypadku płynów anizotropowych możliwe jest wystąpienie zjawiska polegającego na ekstremalnie dużej lepkości w jednym i małej lepkości w innym kierunku, a tym samym możliwe jest występowanie naprężeń stycznych.

    Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie dalekozasięgowe uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w kryształach.Materiał - słowo wieloznaczne. W najbardziej ogólnym sensie jest to surowiec w postaci pierwotnej lub częściowo przetworzony, z którego wytwarza się różne produkty. W języku potocznym nazwą tą określa się tkaniny.

    Zobacz też[]

  • fizyka płynów
  • mechanika płynów
  • reologia
  • roztwór
  • Przypisy

    1. Krystyna Jeżowiecka-Kabsch, Henryk Szewczyk: Mechanika płynów. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2001. ISBN 83-7085-597-0.
    Fizyka płynów to dziedzina fizyki zajmująca się badaniem ruchliwości płynów oraz skutkami ruchów płynów, rozpatrując je głównie w skali mikroskopowej w celu uzupełnienia opisu makroskopowego. Analizując zachowanie pojedynczych cząsteczek stara się przewidzieć potencjalne zachowanie płynów oraz wyjaśnić zjawiska związane z płynami.Płyn newtonowski (doskonale lepki), model lepkości płynu wprowadzony przez Isaaca Newtona wykazujący liniową zależność naprężenia ścinającego od szybkości ścinania:



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Rura – element konstrukcyjny o przekroju poprzecznym zwykle w kształcie pierścienia i znacznej długości. Rury są stosowane jako przewody do prowadzenia cieczy i gazów lub jako elementy do budowy maszyn i innych urządzeń technicznych oraz konstrukcji budowlanych. Wykonane mogą być ze stali, żeliwa, metali kolorowych, betonu, żelbetu, tworzyw sztucznych (np. polietylenu, polichlorku winylu). Mogą stanowić także osłonę np. dla prowadzonych przewodów elektrycznych. Stosuje się rury do prowadzenia instalacji w osłonach termicznych tzw. rury termoizolowane.
    Plazma – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.
    Statyka płynów – dział mechaniki płynów zajmujący się płynami nieporuszającymi się. Podstawową zależnością opisującą statyczny płyn jest:
    Płyn nienewtonowski − każdy płyn, który nie spełnia hydrodynamicznego prawa Newtona. W przeciwieństwie do płynu newtonowskiego, lepkość płynów nienewtonowskich nie jest wartością stałą w warunkach izobarycznych, lecz jej wartość zmienia się w czasie. Krzywa płynięcia takiego płynu nie jest funkcją liniową.
    Zawiesina - układ niejednorodny, dwufazowy, w postaci cząstek jednego ciała rozproszonych (faza rozproszona) w drugim ciele (faza rozpraszająca), np. cząstek ciała stałego w gazie lub cząstek cieczy w cieczy. Jeżeli cząstki te są dostatecznie małe, mowa jest o układzie koloidalnym. Gęstość fazy rozproszonej w zawiesinach jest na ogół większa niż gęstość fazy rozpraszającej i z tego powodu rozproszone cząstki fazy stałej mają tendencję do sedymentacji (opadania).
    Prawo Archimedesa – podstawowe prawo hydro- i aerostatyki określające siłę wyporu. Nazwa prawa wywodzi się od jego odkrywcy Archimedesa z Syrakuz.
    Ciecz – stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy.

    Reklama