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श्यानता की तापमान पर निर्भरता

1850
Laboratory setup for measuring viscosity of fluids at varying temperatures in thermodynamics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

न्यूटनियन द्रव के लिए, श्यानता यह तापमान का एक फलन है और दबाव लेकिन अपरूपण दर नहीं। द्रवों में, तापमान बढ़ने पर श्यानता में काफी कमी आती है क्योंकि उच्च ऊष्मीय ऊर्जा अणुओं को अंतर्आणविक संसंजक बलों को अधिक आसानी से पार करने में सक्षम बनाती है। इसके विपरीत, गैसों में, तापमान बढ़ने पर श्यानता बढ़ती है क्योंकि उच्च गति पर अधिक बार होने वाली आणविक टक्करों के कारण अधिक संवेग स्थानांतरण होता है।

The relationship between श्यानता and temperature is fundamentally different for liquids and gases, stemming from their distinct molecular mechanisms for momentum transfer. In liquids, molecules are closely packed and held together by strong intermolecular cohesive forces. Viscous forces arise from the resistance of these molecules to sliding past one another. As temperature rises, the kinetic energy of the molecules increases, allowing them to overcome these cohesive forces more readily. This results in a decrease in the liquid’s resistance to flow, and thus, a lower viscosity. This effect is pronounced; for example, the viscosity of water decreases by a factor of about 6 between 0°C and 100°C.

गैसों में अणु एक-दूसरे से काफी दूर होते हैं और मुख्य रूप से टकराव के माध्यम से परस्पर क्रिया करते हैं। गैस में श्यानता, अलग-अलग वेग से गतिमान परतों के बीच संवेग के स्थानांतरण का माप है। यह संवेग परतों के बीच गतिमान अणुओं के टकराने से स्थानांतरित होता है। तापमान बढ़ने पर गैस के अणुओं का यादृच्छिक ऊष्मीय वेग भी बढ़ता है। इससे अधिक बार और अधिक ऊर्जा के साथ टकराव होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप परतों के बीच संवेग का स्थानांतरण अधिक प्रभावी होता है और फलस्वरूप श्यानता बढ़ जाती है। यह व्यवहार गैसों के गतिज सिद्धांत की प्रारंभिक सफलताओं में से एक था, क्योंकि यह एक अप्रत्याशित भविष्यवाणी थी जिसे बाद में प्रयोगों द्वारा सिद्ध किया गया।

UNESCO Nomenclature: 2212
ऊष्मागतिकी

Type

स्थूल संपत्ति

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • थर्मामीटर का विकास
  • रुडोल्फ क्लॉसियस और जेम्स क्लर्क मैक्सवेल द्वारा गैसों के गतिज सिद्धांत पर किया गया कार्य
  • जोहान्स डिडेरिक द्वारा अंतर-आणविक बलों पर किए गए अध्ययन वैन डेर वाल्स
  • पॉइसुइल और हेगन द्वारा द्रव प्रवाह पर किए गए प्रारंभिक प्रयोग

आवेदन

  • इंजन ऑयल का निर्माण (मल्टीग्रेड ऑयल)
  • औद्योगिक ऊष्मा विनिमयकर्ता
  • कांच निर्माण और मोल्डिंग
  • खाद्य प्रसंस्करण (उदाहरण के लिए, चॉकलेट या शहद के प्रवाह को नियंत्रित करना)
  • भूतापीय ऊर्जा निष्कर्षण

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • स्पर्श संबंधी प्रतिक्रिया के लिए तापमान-संवेदनशील स्मार्ट तरल पदार्थ
  • इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्व-विनियमित शीतलन प्रणाली
  • गैस से भरे पैनलों का उपयोग करके उन्नत तापीय इन्सुलेशन
  • उच्च तापमान पर भी बेहतर प्रदर्शन बनाए रखने वाले भूतापीय ड्रिलिंग द्रव
  • phase-change materials for thermal energy storage
  • क्रायोजेनिक fluid handling systems for अंतरिक्ष अन्वेषण
  • तापमान-संवेदनशील फोम का उपयोग करने वाली अग्नि शमन प्रणालियाँ
  • खाना पकाने के ऐसे उपकरण जो तापमान के माध्यम से भोजन की बनावट को सटीक रूप से नियंत्रित करते हैं
संबंधित विषय: श्यानता, तापमान पर निर्भरता, तरल पदार्थ, गैसें, गतिज सिद्धांत, अंतर-आणविक बल, संवेग स्थानांतरण, तरल पदार्थों के गुणधर्म।

ऐतिहासिक संदर्भ

श्यानता की तापमान पर निर्भरता

1839-01-01
1842
1847
1850
1850
1850
1850
1838
1841
1845
1850
1850
1850
1850
1850

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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