ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ

Плотность однородной жидкости ρ - это количество массы, содержа­щееся в единице ее объема:

ρ = m/V

где т - масса жидкости, кг

V – объем жидкости или газа, м³.

Единица плотности - килограмм на кубический метр (кг/м³).

Плотности обычных жидкостей (исключение составляет ртуть) близки к плотности воды и весьма слабо изменяются с изменением давления и температуры (табл. 1). С увеличением температуры плотность жидкости из-за температурного расширения, как правило, уменьшается. Исключением является вода в интервале температур от 0 до 4°С, имеющая наибольшую плотность при 4°С. С увеличением давления плотность незначительно возрастает из-за сжимаемости жидкости.

Для пересчета плотности нефтепродуктов при атмосферном давлении на любую температуру применяют формулу Менделеева:

где ρ_t, ρ₂₀-плотности нефтепродуктов при температурах соответственно t и 20 °С; β_t - коэффициент температурного расширения нефтепродукта.

Плотность пресной воды при расчетах обычно принимают равной 1000 кг/м³.

Удельный объем υ - это объем жидкости V, занимаемый единицей ее массы т,

υ = V/m (м³/кг)

Удельный объем есть величина, обратная плотности, т. е. υ = 1/ρ.

Единица удельного объема - кубический метр на килограмм (м³/кг).

Сжимаемость жидкостей характеризуется коэффициентом объемного сжатия β_v(бэта вэ), представляющим собой относительное изменение объема жидкости (∆V/V) при изменении давления на 1 Па:

где V- первоначальный объем жидкости, м³; ∆V- изменение этого объема при повышении давления на величину ∆р (Па); знак «-» указывает на уменьшение объема при возрастании давления. Значение Р„ для не­которых жидкостей даны в табл. 2.

Единица коэффициента объемного сжатия - единица на паскаль (1/Па).

Величину, обратную коэффициенту объемного сжатия (К = 1/β_v), называют модулем объемной упругости жидкости. Единица модуля объемной упругости - паскаль (Па).

Температурное расширение. Изменение объема жидкости при по­вышении температуры (температурное расширение) характеризуется коэффициентом температурного расширения β_t, выражающим относи­тельное изменение объема жидкости (ΔV/V) при увеличении ее темпе­ратуры на 1 °С. Его определяют по формуле:

где V- первоначальный объем жидкости; ∆V- изменение этого объема при повышении температуры на ∆ t.

Единица коэффициента температурного расширения - единица на градус Цельсия (1/°С).

Далее приведены коэффициенты температурного расширения нефтепродуктов при температуре 15 °С:

Давлением насыщенных паров жидкости Р_П называют давление, при котором пары жидкости находятся в термодинамическом равновесии с жидкостью, и число молекул, переходящих из жидкости в пар, равно числу молекул, совершающих обратный переход. Если давление в жидкости станет равным давлению насыщенных паров ее присланной температуре (р = р_п), внутри жидкости образуются пузырьки и полости, заполненные парами жидкости и растворенными в ней газами, и сплош­ность жидкости нарушается. Если жидкость имеет свободную поверх­ность, то пузырьки всплывают и выходят из жидкости, т. е. происходит кипение. Давление насыщенных паров зависит от вида жидкости и ее температуры.

Вязкость жидкости - это ее свойство воспринимать касательные усилия (силы трения). В жидкости силы трения возникают только при ее движении. Различают кинематическую ν (м²/с) и динамическую вязкость μ (Па·с).

μ – динамическая вязкость, Па·с;

ρ – плотность жидкости, кг/м³.

Кинематическая вязкость воды:

Лекция №2