Сұйықтардың қасиеттері

Сұйықтардың негізгі физикалық қасиеті

Химия технологиясының процестері және аппараттарын есептеуде, сұйықтардың төмендегі негізгі қасиеттері қолданылады.

Тығыздық және меншікті салмақ. Сұйықтың көлем бірлігіндегі массасы сол сұйықтың тығыздығы деп аталады:

m - сұйық массасы, кг

V - сұйық көлемі, м 3

СИ системасында тығыздық кг/м 3, ал МКГСС системасында кгс*с 2 /м 4 өлшенеді.

Сұйықтың көлем бірлігіндегі салмағы сол сұйықтың меншікті салмағы деп аталады:

СИ системасында меншікті салмақ н/м 3, ал МКГСС системасында кг/м 3 өлшенеді.

Сұйықтың массасы мен салмағы арасында мындай байланыс бар:

Мұнда: g - еркін түсу үдеуі, м/с 2

Бұл формулада m мәнін /1. 1/ теңдеуіне қойсақ:

Тамшылы сұйықтардың тығыздығы мен меншікті салмағы қысым мен температура өзгергенде өте аз өзгереді және серпімді сұйықтардың p және  мәніне қарағанда едәуір көп болады.

Гидростатикалық қысым - тыныштықтағы сұйықтықтың берілген нүктесіндегі сығымдаушы тегеурін. Оның шамасы:

→

және оның әсер ету бағытына тәуелсіз

Гидростатикалық қысым тегеуріннің өлшем бірлігімен өлшенеді (күштің ауданға қатынасы) : кг/см 2, т/м 2, кг/м. сек 2 немесе 1 атм. 1кг/см 2 -қа тең гидростатикалық қысымға және 10 м су бағанасының биіктігіне сәйкес келеді. Ауырлық күшінің әсерінен туындайтын гидростатикалық қысым:

P=Po+xh

Мұндағы:

Po - бастапқы гидростатикалық қысым деп аталатын сұйықтықтың бет қабатына түсірілетін қысым;

xh - артық гидростатикалық қысым деп аталатын сұйықтықтың бір өлшемді салмағының сұйықтық қарастырылып отырған нүктесінің батырылу терендігіне көбейтіндісі.

Идеал сұйықтық гидростатикалық қысымы нақты, бірақ тұтқырлығы аз сұйықтықтарға да қолдануға болатын өзіне тән мынадай үш қасиетке ие:

1) Гидростатикалық қысым - оны қабылдайтын ауданға, сұйықтық көлемінің ішіне тікелей бағытталып әсер етеді;

2) сұйықтықтың кез келген нүктесіндегі гидростатикалық қысым әсер ететін ауданның орналасу бағытына тәуелсіз, яғни гидростатикалық қысым барлық бағытта бірдей әсер етеді.

Px=Py=Pz теңдігі гидростатикалық қысымның екінші қасиетін өрнектейді;

3) нүктедегі гидростатикалық қысым оның кеңістіктегі координаттарына тәуелді, өйткені нүктелердің бату тереңдігі артқан сайын оның қысымы өсіп отырады және

бұған керісінше, батырылу терендігі азайған сайын - қысым кемиді.

Гидростатикалық қысымның үш қасиеті мына формуламен көрсетіледі:

P=f (x, y, z)

Сұйықтың маңызды физикалық қасиеттерінің бірі - тұтқырлық. Тұтқырлық (немесе ішкі үйкеліс деп те атайды) - бұл нақты сұйықтардың бір қабатының екінші қабатына қатысты орын ауыстыруына кедергі жасайтын қасиеті. Нақты сұйықтарың бір қабатының екінші қабатына қатысты орын ауыстыруы кезінде қабат бетіне бағытталған ішкі үйкеліс күштері пайда болады. Бұл күштердің әсері жылдам қозғалатын сұйық қабатының тарапынан жәй қозғалатын қабатына үдеткіш күштің әсер етуінен және жәй қозғалатын сұйық қабатының тарапынан жылдам қозғалатын қабатына тежегіш күштің әсер етуінен байқалады.

Сұйықтың тұтқырлығын анықтаудың бірнеше әдістері бар. Олар сұйық ішінде жәймен қозғалатын сфералық пішіндегі кішкентай денелердің жылдамдығын өлшеуге негізделген Стокс әдісі және жіңішке түтіктен (капиллярдан) аққан сұйықтың ламинарлық ағысына негізделген Пуазейль әдісі. Ал, бұл жұмыста сұйық тұткырлығының температураға тәуелділігі зерттеледі. Тәжірибе Ресейдің «Владис» ғылыми-зерттеу орталығында жасалған «Термодинамикадан зертханалық кешен - 1» қондырғысында және Стокс әдісімен сұйықтың тұтқырлығын анықтайтын құрылғыда жүргізіледі. Алғашқы тәжірибенің мәнісі мынада: түтік арқылы қуыстан сұйықтың ағу уакыты сұйықтың тұтқырлығына пропорционал және оның тығыздығына кері пропорционал. Пропорционалдык коэффициент қондырғының параметрлерімен және қуыстағы сұйықтың берілген алғашқы және соңғы деңгейімен анықталады.

Тәжірибеден алынған тұтқырлықтың температураға тәуелділік графигі 2-суретте көрсетілген. Бұдан шығатын қорытынды мынадай: сұйықтың тұтқырлығы температураға тәуелді; температура көтерілгенде тұтқырлық кемиді.

Сұйықтың тұтқырлығының температураға тәуелділігінің табиғатта және техникада маңызы зор. Оған мысал ретінде, өзен суларының қысқы күнге карағанда жаздыгүні жылдамырақ ағуын, мұнайды тасымалдау кезінде кұбырларды жылумен оқшаулауды немесе парафинді мұнайдың кұбыр ішімен жақсы жүруі үшін қосымша жылу берілуін және автокөліктерді жүргізу алдында жанар майды қыздыруын айтуға болады.

Беттік керілу.

Механикада сияқты жүйе потенциалдық энергиясы аз күйге талпынады, және потенциалдық энергиясы аз күй біршама тұрақты болып есептелінеді, изотермиялық шарттарында термодинамикада жүйе еркін энергиясы аз күйге талпынады. Сондықтан сұйықтың беті сығылуға тырысады. Осыған орай, сұйықтың бетінде беттік керілу деп аталынатын күштер пайда болады. Осында сұйықтық бет жазықтығының әр жақтарына изотропты тартылған жұқа резеңкелік қабатқа ұқсайды.

Беттік керілуді біз сабын үлдірлерінен көре аламыз. Мысалы, сабындық еріткіден шығарылған сымдық рамкада сабындық үлдір пайда болады.

Беттік керілу - екі фазаның (дененің) бөліну бетінің термодинамикалық сипаттамасы. Өлшем бірліктері Дж/м2 немесе Н/м. Беттік керілуді бөліну беті сұйықтық болған жағдайда, бет контурының ұзындық бірлігіне әсер ететін және фазалардың берілген көлемдерінде бетті ең кіші шамаға (минимумға) дейін жиыруға ұмтылатын күш ретінде де қарастыруға болады. Екі қоюланған (конденсацияланған) фазаның шекарасындағы беттік керілу, әдетте, фазааралық керілу деп аталады. Жаңа бетті түзетін жұмыс, зат молекулаларын дене көлемінен беттік қабатқа ауыстыру кезіндегі молекулааралық ілініс күшін жеңуге жұмсалады. Беттік қабаттағы молекулааралық күштердің тең әсерлі күшінің шамасы дене көлеміндегідей нөлге тең болмайды әрі ол ілініс күштері көбірек болатын фаза ішіне қарай бағытталады. Сонымен беттік керілу беттік (фазааралық) қабаттағы молекулааралық күштердің теңгерілмеуінің өлшемі болады.

Кілегей - шикі сүттің бетіне жиналатын маңызды қаймағы. Кілегей сиыр сүтінен алынады. Жаңа сауған жылы сүтті кең ыдысқа қотарып құйып, салқын жерге қояды. Сонда сүттің бетіне сары түсті маңызы қалқып шығып, қабыршақтанып жиналады.

Оны қасықпен жайлап қалқып алады. Кілегей шайдың өңін ашып, дәмін келтіретін болғандықтан, оны көбінесе шайға қосады. Кілегейге тары, талқан, қуырған бидай, кептірілген қызыл ірімшік пен ақ ірімшіктері араластыруыға болады.

Кілегей ( Сливки ) - сүтті сепаратордан өткізгенде алынатын, майлылығы жоғары сүт тағамы; тағамдық мәні де жоғары: құрамында А, Д, Е витаминдері мол. Кілегей 1 және 2-сортты сүттен алынады. Сепараторға түскен сүт ортадан тепкіш күштердің әсерінен кілегей мен көк сүтке ажыратылады. Көк сүттің майлылығы 0, 05%-дан аспауы керек. Сүттің сепараторда жақсы бөлінуіне сүттің температурасы (35-40° С болғаны дұрыс), тазалығы, барабандағы тәрелкелер саны, барабанның айналу жиілігі, сүттің қышқылдылығы факторларының өсері болады. Сепаратордан шыққан Кілегей қышқылдық көрсеткіштері бойынша бірінші және екінші сортқа бөлінеді

Жоғары майлылықтағы кілегейдің түзілу әдісі арнайы үздіксіз әрекетті құрал - жабдықтарда жоғары майлықтағы кілегейге термохимиялық әсер етуге негізделген және әрі қарай тыныштықта термостаттау немесе термостаттаусыз-ақ жүзеге асырылады. Жоғары майлылықтағы кілегейді суыту және механикалық өңдеу бір уақытта немесе кезектесіп жүргізілуі мүмкін. Бұл әдісті 1934 жылы Мелешин ұсынған және әрі қарай Лукьяновпен бірлесіп жүзеге асырылды.

Майды жоғары майлылықтағы кілегейдің түзілу әдісімен алу технологиялық процесте кілегейді төменгі температурамен өңдеу, май дәнінің түзілуі, әрі қарай оны механикалық өңдеуді есепке алынбаған. Майдың стандартты майлылығына сәйкес концентрлеу дәрежесі кілегейді сепарирлеу жолымен жеткізіледі. Алынған жоғарғы концентрлі кілегейге майдың құрылымы мен физикалық қасиеттерін беру үшін, оларды термиялық және механикалық өңдеу ағынына ұшыратады.

Жоғары майлылықтағы кілегейдің түзілуі әдісімен май өндіруде кілегейді шайқау әдісімен салыстырғанда 2-3 есе көп май өндіруге болады. Сондай-ақ еңбек өнімділігін жоғарылатып өнімнің өзіндік бағалылығын төмендетуге болады. Технологиялық процестерді дұрыс ұйымдастыруда шикізатты өнеркәсіпке жеткізгеннен соң 1-1, 5 сағаттан соң май алынады, ал кілегейді периодты шайқау әдісінде май өндіру 5 сағат, тіпті одан да көп уақытты алады.

Сүт және кілегейді қабылдау, сорттау. Май сапасы ең біріншіден май өндірілетін кілегей мен сүт сапасына байланысты. Май өндіруде ІІ сорттан төмен емес сүт қолданылады. Кейбір жағдайда қышқылдығы 21ºТ -ден жоғары емес, бактериалды тұқымдануы ІІІ кластан төмен емес сортталмаған сүт өңдеуге жіберіледі.

Кілегейді микробиологиялық тұқымдануды есептегенде химиялық талдау және органалептикалық бағасына қарап сорттайды. Дәм мен иісінде байқалатын ақауларына (азықтық, ашыған, химикаттар және мұнай өнімдері) байланысты кілегейді сорттағанда иісі мен дәміне аса көңіл бөледі.

Кілегейдің кейбір ақауларын кілегейге майсыздандырылған сүт немесе су қосып, сепарирлеу не болмаса пастерлеу процесінде оларды дезодарациялау арқылы жекелей немесе толықтай жоюға болады. Кілегейге майсыздандырылған (көк сүт) немесе су қосу арқылы кілегей майлылығын 3-4ºТ төмендетеді, ал дезодарация арқылы бөгде иіс пен дәмді жояды.

Кілегейді пастерлеу. Пастерлеуді микроағзаларды жою және кейбір ферментерді (липаза, пероксидаза және протеаза) бұзу мақсатында жүргізеді. Пастерленген кілегейден майдың өзіндік дәмі мен хош иісі болады. Ережеге сәйкес май өндірісінде 85-98ºС температурада еш ұстаусыз лездік пастерлеу қолданылады, пастерлеу температурасы май түрі мен бастапқы кілегей сапасына тәуелді болады. Осы мақсатта ығыстырып шығарушы барабанды, түтікшелі пастеризатор және кілегейге арналған автоматтандырылған иілгіш пастеризационды-салқындатқыш құрылғылар қолдануы мүмкін.

Ұқсас жұмыстар

Сұйықтар қозғалысының режимі

Идеалды ерітінділер

НЬЮТОНДЫҚ СҰЙЫҚТАР

Жүректің мультипольді электр генераторы

Газ хроматографиясы

НЬЮТОНДЫҚ СҰЙЫҚТЫҚТАР

Еріген зат еріткіш ерітінді

Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы мен физика-химиялық қасиеттері туралы ақпарат

Мұнай және газ кенорындарын игеру

Хроматографиялық анализ әдіс

Пәндер