Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti kimyo-metallurgiya fakulteti asosiy texnologik jarayon va qurilmalar fanidan mustaqil ish guruh: 41 20kt bajardi

Nonyuton suyuqliklari va ularning xossalari

Gazlar, suyuqliklar, qattiq jismlarning xossalari fizikaning, shuningdek, ayrim turdosh fanlarning o'rganish ob'ekti hisoblanadi. Biroq, an'anaviy suyuq moddalardan tashqari, Nyuton bo'lmaganlar ham mavjud bo'lib, ular ham ushbu fan tomonidan o'rganiladi. Ular nima va nima uchun ular bunday nom oldilar?
Bunday birikmalar nima ekanligini tushunish uchun biz eng keng tarqalgan kundalik misollarni keltiramiz:

• 
  bolalar tomonidan ishlatiladigan "shilimshiq";
  
• 
  "qo'l saqich", yoki qo'llar uchun saqich;
  
• 
  oddiy qurilish bo'yoqlari;
  
• 
  kraxmalning suvdagi eritmasi va boshqalar.
  

Ya'ni, bular yopishqoqligi tezlik gradientiga bo'ysunadigan suyuqliklardir. Ta'sir qanchalik tez bo'lsa, viskozite indeksi shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun, qo'l saqichining polga o'tkir zarbasi bilan u bo'laklarga bo'linadigan butunlay qattiq moddaga aylanadi.
Agar siz uni yolg'iz qoldirsangiz, u bir necha daqiqadan so'ng yopishqoq ko'lmakda tarqaladi. Nyuton bo'lmagan suyuqliklar o'zlarining xossalari bo'yicha juda noyobdir, moddalar nafaqat texnik maqsadlarda, balki madaniy va kundalik hayotda ham qo'llaniladi. Suyuqliklarning truba quvurlari va kanallarda oqishi, harakatga keltiruvchi kuch, ya’ni bosimlar farqi ta’sirida ro`y beradi. Ushbu kuch nasos kompressorlar, ayrim hollarda suyuqliklar zichligi yoki sathining farqi yordamida hosil qilinadi.

Ma’lum miqdordagi suyuqlikni zarur tezlikda uzatish uchun bosimlar farqini aniqlash kerak. Undan tashqari, uzatish uchun kerakli energiya miqdorini yoki bosimlar farqi ma’lum bo`lsa, suyuqlik sarfi va tezligi topiladi. Yuqorida ko`rsatilganlarni amalga oshirish uchun gidrodinamika qonuniyatlarini bilish darkor.

Gidrodinamikada tashqi va ichki masalalar bo`ladi. Truba va kanallar ichidagi suyuqlikning harakati - bu gidrodinamikaning ichki masalasidir. Turli jismlar yuzasida suyuqlikning harakati – bu gidrodinamikaning tashqi masalasidir.
Suyuqlik sarfi va tezligi. O’zgarmas ko`ndalang kesimli trubada suyuqlik harakatini ko`rib chiqamiz.
Vaqt birligida ko`ndalang kesim orqali oqib o`tayotgan suyuqlik miqdoriga suyuqlik sarfi deyiladi. Agar suyuqlik sarfi m<sup>3</sup>/s, m<sup>3</sup>/soat o`lchov birliklarida o`lchansa - hajmiy sarf, kg/s, kg/soat larda o`lchansa - massaviy sarf deb hisoblanadi.
Oqim ko`ndalang kesimining turli nuqtalarida suyuqlik zarrachalarining tezligi bir xil bo`lmaydi.
Truba o`qi atrofida suyuqlik tezligi maksimal, uning devoriga yaqinlashgan sari minimal qiymatga teng bo`ladi. Lekin, ko`pchilik hollarda truba ko`ndalang kesimi orqali oqib o`tayotgan suyuqlik tezliklarining taqsimlanish qonuniyatlari noma’lum yoki uni aniqlash juda qiyin. Suyuqliklarning haqiqiy tezligini o`lchash juda murakkab bo`lgani uchun, muxandislik hisoblashlarda zarrachalar o`rtacha tezligi ishlatiladi. Suyuqlik hajmiy sarfi Q (m³/s) ning truba ko`ndalang kesim yuzasi F (m<sup>2</sup> ) nisbatiga o`rtacha tezlik w (m/s) deb nomlanadi Suyuqlik materiya agregat holatlaridan biri boʻlib, unda hajm saqlanadi, biroq shakl oʻzgaradi. Suyuqlik bir-biri bilan kimyoviy bogʻlangan atom va molekulalardan iborat. Yerda eng keng tarqalgan suyuqlik suvdir. Suyuqlik gaz kabi oquvchan va idish shaklini oladi. Baʼzi suyuqliklar bosimga chidamli, boshqalari esa siqiladi. Gazdan farqli oʻlaroq suyuqlik kengayib butun idishni toʻldirmaydi, sobit zichlikni saqlaydi. Suyuqlikning farqli xossasi sirt tarangligidir, u namlanish hodisasiga sabab boʻladi. Suyuqlik zichligi qattiq moddanikiga yaqin, gaznikidan esa ancha yuqori.
Suyuqlik — moddaning qattiq va gazeimon holatlari oʻrtasidagi agregat holat. Suyuqlikning baʼzi xossalari gaznikiga, baʼzi xossalari qattiq jismnikiga oʻxshab ketadi. U qattiq jismga oʻxshab maʼlum hajmni egallaydi, idishga quyganda esa, gaz singari, idish shaklini oladi. Kimyoviy tarkibiga koʻra suyuqlik 1 komponentli (sof), 2 komponentli (binar), 3 komponentli va koʻp komponentli (4 va undan ortiq komponentli) suyuq aralashmalar (eritmalar)ga boʻlinadi. Fizik tabiatiga koʻra suyuqlik normal (odatdagi), suyuq kristallar va kvant suyukliklar (suyuq 4Ne, 3Ne va ularning eritmalari)ga boʻlinadi. Odatdagi suyuqliklar faqat bitta fazaga ega. Geliy „Ne ikki suyuq fazada — normal va oʻta oquvchan fazalarda, suyuk, kristall moddalar esa normal va bir yoki hatto bir necha anizotrop fazalarda boʻlishi mumkin. Normal suyuqlik tashqi taʼsir boʻlmaganida makroskopik bir jinsli va izotrop boʻladi. Xuddi shu xossalari bilan suyuqlik gazga oʻxshaydi, ammo anizotrop kristall qagtiq jismlardan keskin farq qiladi. Amorf qattiq jismlar (mas, shisha) oʻta sovitilgan suyuqlik boʻlib, odatdagi Sdan kinetik harakteristikalari son qiymatlari bilan farq qiladi. Agar suyuqlik qizdirila boshlansa, uning issiqlik oʻtkazuvchanlik, yopishqoqlik, diffuziya kabi xossalari gazlarning shunday xossalariga yakinlashib boradi. Kristallanish temperaturasiga yaqinlashganda esa, kupchilik odatdagi suyuqliklarning zichligi, siqiluvchanligi, issiqlik sigʻimi, elektr oʻtkazuvchanligi kabi xossalari mos ravishdagi qattiq jismlarning shunday xossalariga yaqinlashadi.
Suyuqliklarda molekulalar birbiriga yaqin turadi. Shuning uchun har bir molekula oʻzining atrofidagi qoʻshni molekulalar bilan oʻzaro taʼsirlashib turadi. Suyuqlik molekulalari gaz molekulalari kabi erkin harakat qilmasdan, qandaydir vaqt oraligʻida oʻtroq holat deb ataluvchi holatdagi muvozanat vaziyat atrofida tebranib turadi. Vaqtvakti bilan S molekulasi oldingi muvozanat vaziyatdan oʻz oʻlchamlariga yaqin boʻlgan masofacha uzoqlikka oʻtib, yangi muvozanat vaziyatni egallab boradi. Shu tarzda S molekulalari suyuqlik hajmi boʻyicha betartib ravishda sekinlik bilan koʻcha boshlaydi. S aniq hajmga ega boʻlishiga qaramay, maʼlum shaklni saklab qola olmaydi va idishning oʻzi egallagan qismining shaklini oladi.
Moddalarning faza holati, asosan, temperatura T va bosim R ga bogʻliq. Molekulalarning oʻzaro taʼsiri oʻrtacha potensial energiyasining ularning oʻrtacha kinetik energiyasiga nisbatan faza holatini aniklaydigan kattalik ye(T, R) hisoblanadi. Qattiq jismlar uchun ye(G, R)“gʻ; bu molekulalarning oʻzaro taʼsir kuchining katta ekanligini va u molekulalarni muvozanat holat yaqinida ushlab turishini koʻrsatadi. Gazlar uchun ye(T, R)"gʻ; bu molekulalarning tortishish kuchi ularni birbiriga yaqin holatda ushlab tura olmasligini ifodalaydi. S uchun g(T, R)~gʻ. Bu esa suyuqlikni tashkil etuvchi molekulalarning uzluksiz betartib harakati va molekulalar orasidagi oʻzaro taʼsir kuchlarining qoʻshgan hissalari deyarli bir xil ekanligini koʻrsatadi.
Suyuqlikning makroskopik xossalari mexanika, fizika, fizikkimyo uslublaridan foydalanib oʻrganiladi. Masalan, muvozanat holatdagi suyuqlikning mexanik va issiklik xossalari termodinamika uslublari; muvozanat holatdan chiqarilgan Slarda sodir boʻluvchi jarayonlar qaytmas jarayonlar termodinamikasi; yaxlit muhit deb qaraluvchi suyuqlik harakati gidrodinamika; suyuq metallarning oʻziga xos oqimi magnit gidrodinamika uslublari orqali oʻrganiladi. Suyuqlik dinamikasi suyuqliklarning harakatlanishini, shu jumladan ularning o'zaro ta'sirini ikki suyuqlik bir-birlari bilan aloqa qiladigan qilib o'rganishdir. Bu erda "suyuqlik" atamasi suyuqlik yoki gazlarni ifodalaydi. Bu o'zaro ta'sirlarni keng miqyosda tahlil qilish, suyuqliklarni modda tarkibiy qismi sifatida ko'rib chiqadigan va odatda suyuq yoki gazning alohida atomlardan tashkil topganligini inkor etadigan makroskopik, statistik yondashuv.
Suyuqlik dinamikasi suyuqlik mexanikasining ikkita asosiy bo'linmasidan biri bo'lib, boshqasi esa suyuq statik, suyuqliklar dam olishda o'rganiladi. (Ehtimol, ajablanarli emaski, suyuq statikalar suyuqlik dinamikasidan ko'p vaqtni bir oz ko'proq qiziqarli deb hisoblanishi mumkin.)