ว 30202 ความหนืด (Viscosity)

11
30202 30202 วววววววว วววววววว (Viscosity) (Viscosity) . . ออออออออออ ออออออ ออออออออออ ออออออ อออออออออออออออ อออออออออออออออ ออออออออ ออออออออออออออออ ออออออออ ออออออออออออออออ

description

ว 30202 ความหนืด (Viscosity). อ.กิติศักดิ์ บุญขำ สาขาวิชาฟิสิกส์ โรงเรียน มหิดลวิทยานุสรณ์. ความหนืด (Viscosity). ของเหลวทุกชนิดมีความหนืด (viscosity) ของเหลวที่มีความหนืดมาก จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่มาก เรียกว่า แรงหนืด (viscous force) แรงหนืดในของเหลวแต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of ว 30202 ความหนืด (Viscosity)

Page 1: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

วว 3020230202 ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity)

ออ.. กิ�ติ�ศั�กิดิ์�� บุญขำ � กิ�ติ�ศั�กิดิ์�� บุญขำ �ส�ขำ�วิ�ช�ฟิ�ส�กิส�ส�ขำ�วิ�ช�ฟิ�ส�กิส�

โรงเร�ยน มหิ�ดิ์ลวิ�ทย�นสรณ์� โรงเร�ยน มหิ�ดิ์ลวิ�ทย�นสรณ์�

Page 2: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) ขำองเหิลวิทกิชน�ดิ์ม�ควิ�มหิน#ดิ์ ขำองเหิลวิทกิชน�ดิ์ม�ควิ�มหิน#ดิ์ (viscosity) (viscosity)

ขำองเหิลวิท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ม�กิ จะม�แรงติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ขำองเหิลวิท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ม�กิ จะม�แรงติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ม�กิ เร�ยกิวิ)� ม�กิ เร�ยกิวิ)�

แรงหิน#ดิ์ แรงหิน#ดิ์ (viscous force)(viscous force) แรงหิน#ดิ์ในขำองเหิลวิแติ)ละชน�ดิ์ม�ค)�ไม)เท)�กิ�นแรงหิน#ดิ์ในขำองเหิลวิแติ)ละชน�ดิ์ม�ค)�ไม)เท)�กิ�น

Page 3: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) ขำองไหิลอดิ์มคติ�ขำองไหิลอดิ์มคติ�

กิ�รไหิลเป็-นแบุบุส�ยกิระแสไม)ม�แรงเส�ยดิ์ท�นระหิวิ)�งกิ�รไหิลเป็-นแบุบุส�ยกิระแสไม)ม�แรงเส�ยดิ์ท�นระหิวิ)�งกิระแสกิระแส

ช�.นขำองขำองไหิลอดิ์มคติ�เคล#$อนท�$ดิ์(วิยควิ�มเร/วิเท)�กิ�นพนช�.นขำองขำองไหิลอดิ์มคติ�เคล#$อนท�$ดิ์(วิยควิ�มเร/วิเท)�กิ�นพนพ#.นท�$หิน(�ติ�ดิ์เดิ์�ยวิกิ�นพ#.นท�$หิน(�ติ�ดิ์เดิ์�ยวิกิ�น

Page 4: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) ขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ ขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ ((viscous fluid)viscous fluid)

สมบุ�ติ�ขำองขำองไหิลท�$ติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ขำองวิ�ติถุ เร�ยกิสมบุ�ติ�ขำองขำองไหิลท�$ติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ขำองวิ�ติถุ เร�ยกิวิ)� ควิ�มหิน#ดิ์วิ)� ควิ�มหิน#ดิ์

เม#$อม�วิ�ติถุเคล#$อนท�$ผ่)�นหิร#อเม#$อม�นไหิลผ่)�นวิ�ติถุใดิ์ ๆ จะม�เม#$อม�วิ�ติถุเคล#$อนท�$ผ่)�นหิร#อเม#$อม�นไหิลผ่)�นวิ�ติถุใดิ์ ๆ จะม�แรงเส�ยดิ์ท�นกิระท �ติ)อวิ�ติถุโดิ์ยขำองไหิลน�.น ๆ เสมอแรงเส�ยดิ์ท�นกิระท �ติ)อวิ�ติถุโดิ์ยขำองไหิลน�.น ๆ เสมอ

แรงติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ ท�$เกิ�ดิ์จ�กิกิ�รไหิลเร�ยกิวิ)� แรงแรงติ(�นกิ�รเคล#$อนท�$ ท�$เกิ�ดิ์จ�กิกิ�รไหิลเร�ยกิวิ)� แรงหิน#ดิ์ หิน#ดิ์ (Viscous force)(Viscous force)

Page 5: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) ติ�วิอย)�งกิ�รไหิลขำองขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ติ�วิอย)�งกิ�รไหิลขำองขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์

ขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์อย4)ระหิวิ)�งแผ่)นระน�บุสองแผ่)นขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์อย4)ระหิวิ)�งแผ่)นระน�บุสองแผ่)น กิ�รไหิลแบุบุน�.เร�ยกิวิ)� กิ�รไหิลแบุบุน�.เร�ยกิวิ)� laminar flow (laminar flow (กิ�รไหิลแบุบุแผ่)นกิ�รไหิลแบุบุแผ่)น

บุ�งบุ�ง)) ซึ่6$งจะเกิ�ดิ์แรงเส�ยดิ์ท�นภ�ยในระหิวิ)�งช�.นล�ม�น�ซึ่6$งจะเกิ�ดิ์แรงเส�ยดิ์ท�นภ�ยในระหิวิ)�งช�.นล�ม�น�

อ�ติร�เร/วิขำองขำองไหิลแติ)ละช�.นจะแติกิติ)�งกิ�นอ�ติร�เร/วิขำองขำองไหิลแติ)ละช�.นจะแติกิติ)�งกิ�น ควิ�มเค(นเฉื#อนจะแป็รผ่�นติรงกิ�บุอ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนแป็ลงควิ�มเค(นเฉื#อนจะแป็รผ่�นติรงกิ�บุอ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนแป็ลง

ควิ�มเคร�ยดิ์ควิ�มเคร�ยดิ์

Page 6: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity)

พิ�จารณาอั�ตราการเปลี่��ยนืแปลี่งความเคร�ยด พิ�จารณาอั�ตราการเปลี่��ยนืแปลี่งความเคร�ยด (rate (rate of change of strain of change of strain หร�อั หร�อั strain rate)strain rate) อ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนแป็ลงควิ�มเคร�ยดิ์อ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนแป็ลงควิ�มเคร�ยดิ์ น�ย�มขำองควิ�มหิน#ดิ์ ค#อน�ย�มขำองควิ�มหิน#ดิ์ ค#อ

อ�ติร�ส)วินขำองควิ�มเค(นติ)ออ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนเป็ล�$ยนแป็ลงอ�ติร�ส)วินขำองควิ�มเค(นติ)ออ�ติร�กิ�รเป็ล�$ยนเป็ล�$ยนแป็ลงควิ�มเคร�ยดิ์ควิ�มเคร�ยดิ์

ใช(อ�กิษรกิร�กิ แทนส�มป็ระส�ทธ์�ขำองควิ�มหิน#ดิ์ ใช(อ�กิษรกิร�กิ แทนส�มป็ระส�ทธ์�ขำองควิ�มหิน#ดิ์ ((เร�ยกิส�.น ๆ วิ)� ควิ�มเร�ยกิส�.น ๆ วิ)� ควิ�มหิน#ดิ์หิน#ดิ์))

จ�ดิ์สมกิ�รใหิม) จ�ดิ์สมกิ�รใหิม) แรงท�$ใช(ในกิ�รท �ใหิ(ขำองไหิล ไหิล ซึ่6$งแป็รผ่�นติรงกิ�บุอ�ติร�เร/วิแรงท�$ใช(ในกิ�รท �ใหิ(ขำองไหิล ไหิล ซึ่6$งแป็รผ่�นติรงกิ�บุอ�ติร�เร/วิ หิน)วิยเป็-น หิน)วิยเป็-น N.s/mN.s/m2 2 หิร#อ หิร#อ Pa.sPa.s

v

ratestrain

η

v/F/A

rateStrain

stressShearη

v

ηAF

Page 7: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) กฎขอังป�วซอัยย� กฎขอังป�วซอัยย� (Poiseuille’s Law)(Poiseuille’s Law)

พ�จ�รณ์�อ�ติร�กิ�รไหิล ขำองขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ในท)อทรงพ�จ�รณ์�อ�ติร�กิ�รไหิล ขำองขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ในท)อทรงกิระบุอกิท�$ม�พ#.นท�$หิน(�ติ�ดิ์คงท�$กิระบุอกิท�$ม�พ#.นท�$หิน(�ติ�ดิ์คงท�$

อ�ติร�กิ�รไหิลม�ค)�ม�กิท�$สดิ์ติรงกิล�งท)อและอ�ติร�เร/วิเป็-นศั4นย�ท�$ผ่น�งท)ออ�ติร�กิ�รไหิลม�ค)�ม�กิท�$สดิ์ติรงกิล�งท)อและอ�ติร�เร/วิเป็-นศั4นย�ท�$ผ่น�งท)อ

Page 8: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) กฎขอังป�วซอัยย� กฎขอังป�วซอัยย� (Poiseuille’s Law)(Poiseuille’s Law)

พ�จ�รณ์�ช�.นล�ม�น�ท�$ม�ร�ศัม� พ�จ�รณ์�ช�.นล�ม�น�ท�$ม�ร�ศัม� r r จ�กิสมกิ�รจ�กิสมกิ�ร จะไดิ์(สมกิ�รท�$บุรรย�ยอ�ติร�เร/วิขำองกิ�รไหิลท�$ติ �แหิน)งติ)�ง ๆ บุนจะไดิ์(สมกิ�รท�$บุรรย�ยอ�ติร�เร/วิขำองกิ�รไหิลท�$ติ �แหิน)งติ)�ง ๆ บุน

หิน(�ติ�ดิ์ทรงกิระบุอกิหิน(�ติ�ดิ์ทรงกิระบุอกิ

v

ηAF

2 21 2P -P

v= (R -r )4ηL

Page 9: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) กฎขอังป�วซอัยย� กฎขอังป�วซอัยย� (Poiseuille’s Law)(Poiseuille’s Law)

เพ#$อหิ�อ�ติร�กิ�รไหิล เพ#$อหิ�อ�ติร�กิ�รไหิล (volume flow rate)(volume flow rate) พ�จ�รณ์�วิงแหิวินเล/กิ ๆ ท�$ม�ร�ศัม�ภ�ยใน พ�จ�รณ์�วิงแหิวินเล/กิ ๆ ท�$ม�ร�ศัม�ภ�ยใน r r ร�ศัม�ภ�ยนอกิ ร�ศัม�ภ�ยนอกิ r+drr+dr อ�ติร�กิ�รไหิลอ�ติร�กิ�รไหิล dV/dt dV/dt จะม�ค)�เป็-น จะม�ค)�เป็-น vdA vdA

อ�นท�เกิรติจ�กิ อ�นท�เกิรติจ�กิ r = 0 r = 0 ถุ6ง ถุ6ง r = R r = R จะไดิ์(จะไดิ์(

อ�ติร�กิ�รไหิลแป็รผ่กิผ่�นกิ�บุควิ�มหิน#ดิ์อ�ติร�กิ�รไหิลแป็รผ่กิผ่�นกิ�บุควิ�มหิน#ดิ์ อ�ติร�กิ�รไหิลแป็รผ่�นติรงกิ�บุกิ �ล�งส�$ขำองร�ศัม�ขำองท)ออ�ติร�กิ�รไหิลแป็รผ่�นติรงกิ�บุกิ �ล�งส�$ขำองร�ศัม�ขำองท)อ

41 2

P - PdV R=

dt 8 L

Page 10: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) กฎขอังโต!ก กฎขอังโต!ก (Stokes’ Law)(Stokes’ Law)

เม#$อขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ไหิลผ่)�นวิ�ติถุท�$ม�ร4ป็ร)�งเป็-นทรงกิลมเม#$อขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ไหิลผ่)�นวิ�ติถุท�$ม�ร4ป็ร)�งเป็-นทรงกิลม หิร#อวิ�ติถุทรงกิลมเคล#$อนท�$ผ่)�นขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ท�$อย4)น�$งหิร#อวิ�ติถุทรงกิลมเคล#$อนท�$ผ่)�นขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ท�$อย4)น�$ง จะม�แรงเส�ยดิ์ท�นกิระท �ติ)อวิงกิลม ดิ์�งน�.จะม�แรงเส�ยดิ์ท�นกิระท �ติ)อวิงกิลม ดิ์�งน�.

ดิ์�สดิ์�ส

Page 11: ว  30202 ความหนืด  (Viscosity)

ความหนื�ด ความหนื�ด (Viscosity)(Viscosity) กฎขอังโต!ก กฎขอังโต!ก (Stokes’ Law)(Stokes’ Law)

เม#$อขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ไหิลผ่)�นวิ�ติถุท�$ม�ร4ป็ร)�งเป็-นทรงกิลมเม#$อขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ไหิลผ่)�นวิ�ติถุท�$ม�ร4ป็ร)�งเป็-นทรงกิลม หิร#อวิ�ติถุทรงกิลมเคล#$อนท�$ผ่)�นขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ท�$อย4)น�$งหิร#อวิ�ติถุทรงกิลมเคล#$อนท�$ผ่)�นขำองไหิลท�$ม�ควิ�มหิน#ดิ์ท�$อย4)น�$ง

ดิ์�สดิ์�ส