तरल पदार्थ के गुण: 13 चीजें जो अधिकांश शुरुआती नहीं जानते हैं

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सामग्री की सूची

  • तरल पदार्थ के भौतिक गुण
  • निश्चित वजन
  • घनत्व
  • पेट्रोल और डीजल के घनत्व मूल्य को इंगित करने की आवश्यकता क्या है?
  • अगर पेट्रोल या डीजल के घनत्व में परिवर्तन हो जाए तो क्या होगा?
  • विशिष्ट गुरुत्व
  • विशिष्ट आयतन
  • संपीड्यता और थोक मापांक
  • चिपचिपापन
  • न्यूटन की चिपचिपाहट का नियम
  • कीनेमेटीक्स चिपचिपापन
  • चिपचिपाहट पर तापमान का प्रभाव
  • प्रश्न और उत्तर
  • बहुविकल्पी प्रशन

तरल पदार्थों के भौतिक गुण

गुण किसी भी तरल पदार्थ की भौतिक स्थिति का वर्णन कर सकते हैं। द्रव प्रवाह समस्या का विश्लेषण करने से पहले द्रव के विभिन्न गुणों को समझना आवश्यक है। गुणों को भौतिक विशेषता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो इसकी स्थिति को इंगित करता है

द्रव के गुणों को मोटे तौर पर दो भागों में विभाजित किया गया है

गहन संपत्ति: यह एक ऐसी संपत्ति है जिसका परिमाण द्रव्यमान पर निर्भर नहीं है। उदाहरण के लिए, दबाव, तापमान, द्रव्यमान घनत्व, आदि।

व्यापक संपत्ति: यह एक संपत्ति है जिसका परिमाण द्रव्यमान पर निर्भर है। उदाहरण के लिए, वजन की मात्रा, द्रव्यमान, आदि।

निश्चित वजन

विशिष्ट वजन को प्रति यूनिट आयतन के रूप में परिभाषित किया जाता है

डब्ल्यू = डब्ल्यू / वी

यहाँ w द्रव का वजन है,

V द्रव का आयतन है।

जैसा कि हम जानते हैं कि शरीर का भार होता है मजबूर शरीर से पृथ्वी के केंद्र तक।

इसे शरीर के द्रव्यमान और गुरुत्वाकर्षण त्वरण के गुणन के रूप में व्यक्त किया जाता है। G का मान समुद्र तल से 9.8 m / s मापा जाता है2

वजन एक बल है, इसलिए वजन की इकाई न्यूटन (एन) है। आयतन की इकाई m है3

इसलिए, विशिष्ट वजन की इकाई एन / एम है3

पानी का विशिष्ट वजन 9810 N / m है3 मानक दबाव में बुध का 760 मिमी और 4 डिग्री सेल्सियस का तापमान।

समुद्री जल का विशिष्ट भार 10000 -10105 N / m है3.

समुद्री जल में विशिष्ट वजन का उच्च मूल्य भंग नमक और ठोस कण पदार्थ के कारण होता है। बुध का विशिष्ट वजन पानी से 13 गुना अधिक है। वायु का विशिष्ट भार लगभग 11.9 N / m है3 (तापमान 15 ° C और मानक वायुमंडलीय दबाव पर)।

चूंकि विशिष्ट वजन गुरुत्वाकर्षण त्वरण पर निर्भर है, इसलिए गुरुत्वाकर्षण के साथ इसका मूल्य बदल जाता है।

घनत्व

घनत्व, घनत्व का प्रतीक, rho (?) है। घनत्व की मानक परिभाषा द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन है।

दूसरे शब्दों में, हम कह सकते हैं कि यह दी गई मात्रा में द्रव भंडारण का मामला (राशि) है।

ρ = एम / वी

यहाँ, m द्रव्यमान का द्रव्यमान है, V, द्रव का आयतन बताता है,

हम जानते हैं कि द्रव्यमान की इकाई किलो में है और मात्रा की इकाई मीटर में है3

तो, घनत्व की इकाई किलो / मी में ली जाती है3

पानी का द्रव्यमान घनत्व 15.5 ° C 1000 किग्रा / मी है3

हवा का द्रव्यमान घनत्व 1.24 किग्रा / मी है3 मानक तापमान पर 20 ° C और सामान्य वायुमंडलीय दबाव।

तरल पदार्थ के गुण
घनत्व श्रेय विकी.टन

मेरे पास आपके लिए एक व्यावहारिक प्रश्न है। आप अक्सर अपनी बाइक या कार में पेट्रोल पंप पर पेट्रोल भरवाने जाते हैं। आपने देखा है कि प्रदर्शन पर पेट्रोल या डीजल का घनत्व दर्शाया गया है। अब मेरे प्रश्न को ध्यान से समझें,

पेट्रोल और डीजल के घनत्व मूल्य को इंगित करने की आवश्यकता क्या है? अगर पेट्रोल या डीजल के घनत्व में परिवर्तन हो जाए तो क्या होगा?

एक इंजीनियर के रूप में इसके बारे में सोचें और इसका उत्तर खोजें।

विशिष्ट गुरुत्व

विशिष्ट गुरुत्व को द्रव्यमान घनत्व के द्रव्यमान या द्रव के विशिष्ट भार के अनुपात या मानक द्रव के विशिष्ट भार के रूप में अच्छी तरह से परिभाषित किया गया है।

Sg=\rho_{द्रव}/\rho_{sf}

यहाँ, तरल के लिए मानक द्रव (sf) 4 ° C पर पानी है और गैसों के लिए मानक द्रव 0 ° C पर हवा है।

जैसा कि हम देख सकते हैं, विशिष्ट गुरुत्व समान गुण का अनुपात है, इसलिए विशिष्ट गुरुत्व इकाई रहित है।

विशिष्ट गुरुत्व का कोई आयाम नहीं है ।।

बुध (Hg) का विशिष्ट गुरुत्व आमतौर पर पानी से 13.6 गुना अधिक होता है। इसका मतलब है कि पारा पानी से 13.6 गुना भारी है।

विशिष्ट आयतन

विशिष्ट मात्रा द्रव्यमान घनत्व का पारस्परिक है

इसे मात्रा और द्रव्यमान के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है

v = वी / एम

व्यावहारिक रूप से विशिष्ट मात्रा एक अधिक उपयोगी अतुलनीय द्रव अध्ययन है।

विशिष्ट आयतन की इकाई m है3/किलोग्राम।

संपीड़न और थोक मापांक

द्रव यांत्रिकी के अध्ययन में संपीड़ित और असंगत तरल पदार्थ शामिल हैं।

संपीड़ित तरल पदार्थ का मतलब है कि यह दबाव पड़ने पर एक अनुबंध प्राप्त करेगा, और दबाव को हटाने से इसे विस्तार मिलेगा।

संपीड़न द्रव का एक आवश्यक गुण है। यह दबाव में परिवर्तन की मात्रा प्राप्त करने के लिए द्रव की क्षमता है। संपीड़ितता के गुणांक का समीकरण निम्नानुसार है,

\beta_c=(-1)/V (dV/dp)

यहां ही dp लागू दबाव में परिवर्तन और dV एक मात्रा परिवर्तन है।

यहाँ, -ve संकेत मात्रा में दबाव के परिणाम में कमी में वृद्धि का संकेत देता है। संपीड़ितता का गुणांक इसका प्रतीक है Βc.

आम तौर पर, इस माप में द्रव की संपीड्यता को उसके लोच के थोक मापांक द्वारा दर्शाया जाता है और लोच के थोक मापांक को संपीड़ितता के गुणांक के पारस्परिक के रूप में लिया जाता है।

K=1/\beta_c

चिपचिपापन

चिपचिपाहट को परिभाषित किया जा सकता है क्योंकि यह तरल पदार्थ की संपत्ति है जो इसे प्रवाह के लिए प्रतिरोध करता है।

व्यावहारिक रूप से अगर हम एक उदाहरण लेते हैं, तो द्रव किसी भी ठोस सतह या प्लनर की सतह पर बह रहा है। द्रव का वेग ठोस सतह सीमा पर नगण्य (शून्य) माना जाता है, और ठोस सतह की सीमा से वेग को दूर पाया जाता है। द्रव परतें एक दूसरे के लिए प्रतिरोध प्रदान करती हैं। यह द्रव परतों के बीच एक प्रकार का घर्षण है।

मान लीजिए कि हम द्रव परतों में वेग प्रोफ़ाइल का निरीक्षण करते हैं। ठोस सतह के पास वेग कम पाया जाता है। बाहरी सतह पर वेग ठोस सतह की सीमा से अधिक दूर पाया जाता है। यह आंतरिक प्रतिरोध के कारण होता है, और इसे चिपचिपा प्रतिरोध के रूप में जाना जाता है। सभी वास्तविक द्रव में चिपचिपापन होता है। जैसा कि हम जानते हैं, उस आदर्श द्रव में चिपचिपाहट नहीं होती है। अत्यधिक चिपचिपे द्रव के कुछ उदाहरण ग्लिसरीन, टार, और गुड़ आदि हैं।

कम चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थ हवा, पानी, पेट्रोल आदि हैं।

न्यूटन की चिपचिपाहट का नियम

आइए, दूरी पर दो आसन्न परतों पर विचार करें,

परत 1 वेग u है,

परत 2 वेग u + du है,

चिपचिपापन
न्यूटन की चिपचिपाहट का नियम क्रेडिट विकिपीडिया

शीर्ष परत वेग u + du के साथ बह रही है। शीर्ष परत एक्सर्सिंग बल F के साथ निचली परत के लिए प्रतिरोध प्रदान करती है। निचली परत समान और विपरीत बल F के साथ शीर्ष परत को प्रतिरोध प्रदान करती है। ये दो विरोधी बल कतरनी प्रतिरोध उत्पन्न करते हैं। 

 इसके द्वारा निरूपित किया जाता है τ कतरनी प्रतिरोध। यह वेग ढाल के समानुपाती होता है।

\ताउ\; \अल्फ़ा\; डु/डाई

\ताउ\; =\; \मु\; डु/डाई

यदि हम आनुपातिक सीमा को हटा देते हैं, तो क्या हमें एक स्थिर रख सकते हैं?

यहाँ, आनुपातिकता या आनुपातिकता का कारक है μ

इसे चिपचिपाहट के गुणांक के रूप में स्वीकार किया जाता है। चिपचिपापन के गुणांक का मूल्य सतह के प्रकार और सतह खुरदरापन पर निर्भर है।

इस समीकरण को व्यापक रूप से न्यूटन के चिपचिपाहट के नियम के रूप में जाना जाता है।

इस कानून पर आधारित कुछ अवलोकन है। ये अवलोकन चिपचिपाहट और वेग वितरण का अध्ययन करने के लिए उपयोगी हैं।

कतरनी तनाव अधिकतम वेग ढाल अधिक है।

जब वेग ढाल शून्य होता है, तो कतरनी तनाव भी शून्य होता है।

कतरनी तनाव का मूल्य सीमा पर अधिकतम है, और यह एक साथ सीमा से कम हो जाएगा।

चिपचिपाहट की इकाई को न्यूटन के चिपचिपाहट के नियम से तैयार किया जा सकता है।

\mu=\tau/((du/dy) )= (N/m^2)/((m/s*1/m) )=(N*s)/m^2 =Pa*s

यहाँ, एन / एम2 पास्कल (पा) के रूप में istaken। कभी-कभी, गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक Poise (P) में लिया जाता है।

1 पूस = 0.1 पा * एस

पानी की गतिशील चिपचिपाहट 1 सेंटीपीज़ (cP) = 10 है-3 एन एस / एम2

वायु की गतिशील चिपचिपाहट 0.0181 सेंटीफोस = 0.0181 * 10 है-3 एन एस / एम2

हवा की तुलना में पानी 55 गुना सघन है।

दिए गए मान मानक तापमान 20 ° C और वायुमंडलीय दबाव पर है।

कीनेमेटीक्स चिपचिपापन

कीनेमेटीक्स चिपचिपाहट को गतिशील चिपचिपाहट और घनत्व के अनुपात के रूप में अच्छी तरह से परिभाषित किया गया है।

कीनेमेटीक्स चिपचिपाहट की इकाई के रूप में तैयार की जाती है,

v = μ / ρ

जैसा कि हम जानते हैं, उस मीट्रिक में कोई बल या ऊर्जा शामिल नहीं है, इसलिए केवल गति और लंबाई में कीनेमेटिक चिपचिपाहट की इकाई।

इस इकाई को आमतौर पर स्टोक्स के रूप में जाना जाता है।

पानी की कीनेमेटीक्स चिपचिपापन प्रति सेकंड 10 मीटर से 6 मीटर तक बढ़ा है

हवा की गतिज चिपचिपाहट 15 है

मान 20 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव के मानक तापमान पर है।

हवा की कीनेमेटीक्स चिपचिपाहट पानी की तुलना में 15 गुना अधिक है।

चिपचिपाहट पर तापमान का प्रभाव

टेम्प का असर। तरल और गैस में चिपचिपाहट का मूल्य अलग है।

अगर हम मानते हैं कि द्रव गतिशील चिपचिपाहट का एक तरल मूल्य है जो तापमान में वृद्धि के साथ घट रहा है

मान लीजिए द्रव गैस है; तापमान में वृद्धि के साथ चिपचिपाहट का मूल्य बढ़ रहा है।

आइए देखें क्यों

तरल में, अणु गैसों की तुलना में अधिक करीब होते हैं।

चिपचिपापन मुख्य रूप से आणविक सामंजस्य के कारण होता है। बढ़ते तापमान के साथ आणविक सामंजस्य कम हो रहा है।

 टेम्पर के कारण चिपचिपाहट में भिन्नता को समझाने के लिए अनुभवजन्य संबंध विकसित किया जाता है।

तरल के लिए:

\mu=\mu_{0}/(1+At+Bt^2)

यहाँ, μ वांछित तापमान t ° C पर चिपचिपापन है।

 μ0 0 डिग्री सेल्सियस पर चिपचिपाहट है

ए, बी स्थिर हैं, और उनका मूल्य प्रयुक्त तरल पर निर्भर है।

पानी के लिए μ0= 0.0179 पोइज़, ए = 0.03368, बी = 0.000221

गैसों के लिए:

\mu_t=\mu_0+\alpha t-\beta t^2

यहाँ, μt वांछित तापमान पर चिपचिपाहट है ° C

 μ0 0 डिग्री सेल्सियस पर चिपचिपाहट है

α, constant स्थिर हैं और इसका मान प्रयुक्त गैस पर निर्भर है

हवा के लिए। μ0= 1.7 * 10-5 एनएस / एम2, α = 0.56 * 10-7,, = 0.1189 * 10-9

प्रश्न और उत्तर

एक गहन संपत्ति क्या है?

यह तरल पदार्थ की संपत्ति है जिसका परिमाण द्रव्यमान या पदार्थ पर निर्भर नहीं है।

शरीर का वजन कितना है? क्या यह एक प्रकार का बल है?

हां, वजन बल है। शरीर का भार पृथ्वी के केंद्र के लिए शरीर का बल है।

विशिष्ट गुरुत्व इकाई रहित क्यों है?

विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण मानक तरल पदार्थ के घनत्व के लिए द्रव के घनत्व का अनुपात है। इसका अर्थ है कि समान प्रकारों का अनुपात। इसलिए विशिष्ट गुरुत्व की कोई इकाई नहीं है।

किस प्रकार के अध्ययन के लिए विशिष्ट मात्रा के उपयोग की आवश्यकता होती है?

संपीड़ित तरल पदार्थ के अध्ययन के लिए विशिष्ट मात्रा संपत्ति के उपयोग की आवश्यकता होती है।

कम्प्रेसिबिलिटी क्या है?

संपीडनशीलता द्रव का महत्वपूर्ण गुण है। दबाव में परिवर्तन की मात्रा प्राप्त करने के लिए यह द्रव की क्षमता है।

संपीड़ितता के समीकरण में नकारात्मक संकेत का क्या अर्थ है?

नकारात्मक संकेत इंगित करता है कि दबाव के परिणाम में वृद्धि मात्रा में कमी।

न्यूटन के चिपचिपाहट के नियम के आधार पर अवलोकन को सूचीबद्ध करें।

कतरनी तनाव अधिकतम वेग प्रवणता अधिक होती है

जब वेग प्रवणता शून्य होती है अपरूपण तनाव शून्य भी है

कतरनी तनाव का मान सीमा में अधिकतम है, और यह एक साथ सीमा से कम हो जाएगा।

कीनेमेटिक चिपचिपाहट को परिभाषित करें। इकाई में केवल लंबाई और समय आयाम क्यों शामिल हैं?

कीनेमेटीक्स चिपचिपाहट को गतिशील चिपचिपाहट और घनत्व के राशन के रूप में दर्शाया गया है। हम जानते हैं कि कीनेमेटिक में कोई बल या ऊर्जा नहीं होती है, इसलिए कीनेमेटिक चिपचिपाहट की इकाई केवल लंबाई और समय की होती है।

टेम्प का प्रभाव क्या है। गैसीय द्रव पर?

यदि द्रव गैसीय है, तो तापमान में वृद्धि के साथ चिपचिपाहट का मूल्य बढ़ रहा है।

अत्यधिक चिपचिपे द्रव के कुछ उदाहरण दें।

अत्यधिक चिपचिपे द्रव के उदाहरण हैं ग्लिसरीन, टार, और गुड़ आदि।

गैसों की चिपचिपाहट पर तापमान के प्रभाव के लिए सहसंबंध में स्थिरांक के मूल्य क्या हैं?

μ0 0 डिग्री सेल्सियस पर चिपचिपाहट है

α, constant स्थिर हैं और इसका मान प्रयुक्त गैस पर निर्भर है

हवा के लिए। μ0= 1.7 * 10-5 एनएस / एम2, α = 0.56 * 10-7,, = 0.1189 * 10-9

बहुविकल्पी प्रश्न

निम्नलिखित में से कौन सी एक व्यापक संपत्ति है?

a) दबाव b) द्रव्यमान घनत्व c) खंड           d) तापमान

विशिष्ट वजन की इकाई दें।

ए) एन / एम बी) एन / एम2                                c) एन / मी3                                d) m / N

समुद्री जल के विशिष्ट वजन (मानक स्थिति पर) का मूल्य क्या है?

a) 10000 -10105 एन / एम3     b) 20000 -20105 N / m3     c) 1000 -1105 N / m3          d) उपरोक्त में से कोई नहीं

बुध पानी से कितनी बार भारी है?

a) 11 b) 12 c) 13                       घ) 14

15.5 पर पानी का घनत्व क्या हैकिग्रा / मी। में ° C3

क) 994 बी) 1000                 c) 1500 d) 846

विशिष्ट गुरुत्व द्रव के द्रव्यमान घनत्व के द्रव्यमान के घनत्व घनत्व का अनुपात _______ है

a) संपीड़ित द्रव b) अकुशल द्रव c) मानक तरल पदार्थ                               d) कोई नहीं

विशिष्ट मात्रा __________ का पारस्परिक है

ए) विशिष्ट वजन बी) चिपचिपापन सी) द्रव्यमान घनत्व                 घ) विशिष्ट गुरुत्व

लोच का थोक मापांक ___________ का पारस्परिक है

a) चिपचिपापन का गुणांक b) प्रदर्शन का गुणांक c) संपीडन का गुणांक                 d) कोई नहीं

चिपचिपाहट को ________ के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया जा सकता है

a) तरल बहाव       बी) वर्तमान प्रवाह c) तापमान प्रवाह d) दबाव

कीनेमेटिक चिपचिपाहट की इकाई क्या है?

ए) एन / एम बी) एम / एस सी) एम3/ एस डी) m2/s

यदि तरल पदार्थ तरल है तो तरल के तापमान में वृद्धि के साथ गतिशील चिपचिपाहट का मूल्य ________ होगा.

ए) बी बढ़ाएं) कमी                        c) स्थिर d) इसमें से कोई नहीं है

आणविक सामंजस्य ________ तापमान के साथ घट रहा है।

a) बढ़ना          b) कमी c) निरंतर घ) कोई नहीं

निष्कर्ष

यह लेख विभिन्न गुणों और उनके संबंध की अवधारणा है। यूनिट के साथ विशिष्ट वजन, द्रव्यमान घनत्व, विशिष्ट गुरुत्व और विशिष्ट मात्रा जैसे गुणों को परिभाषित किया गया है। चिपचिपाहट की अवधारणा और न्यूटन के चिपचिपाहट के नियम को इसके समीकरणों के साथ विस्तार से वर्णित किया गया है। सबसे महत्वपूर्ण घटना, द्रव की चिपचिपाहट पर तापमान का प्रभाव, अवधारणा को समझने में आसान बनाने के लिए चर्चा की जाती है।

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