तरल पदार्थ: Difference between revisions
From Vigyanwiki
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 2: | Line 2: | ||
{{about|[[भौतिकी]] में अवधारणा}} | {{about|[[भौतिकी]] में अवधारणा}} | ||
{{distinguish| तरल}} | {{distinguish| तरल}} | ||
{{Continuum mechanics|cTopic= | {{Continuum mechanics|cTopic=तरल पदार्थ}} | ||
भौतिकी में, '''द्रव''' एक [[गैस]] या [[तरल|तरल पदार्थ]] होता है जो उपयुक्त तनाव या बाहरी बल के अनुसार लगातार विरूपण | भौतिकी में, '''द्रव''' एक [[गैस]] या [[तरल|तरल पदार्थ]] होता है जो उपयुक्त तनाव या बाहरी बल के अनुसार लगातार विरूपण (''प्रवाह'') करता है।<ref>{{cite web |title=Fluid {{!}} Definition, Models, Newtonian Fluids, Non-Newtonian Fluids, & Facts |url=https://www.britannica.com/science/fluid-physics |website=Encyclopedia Britannica |access-date=2 June 2021 |language=en}}</ref> उनके पास शून्य मापांक होता है, या, सरल शब्दों में, ऐसे पदार्थ होते है जो उन पर लगाए गए किसी भी बल का विरोध नहीं कर सकते है। | ||
चूँकि तरल पदार्थ शब्द में सामान्यतः तरल और गैस दोनों चरण सम्मलित होते है, इसकी परिभाषा विज्ञान | चूँकि तरल पदार्थ शब्द में सामान्यतः तरल और गैस दोनों चरण सम्मलित होते है, इसकी परिभाषा विज्ञान से भिन्न होती है। सालिड (ठोस) की परिभाषाएँ भी भिन्न-भिन्न होती है, और क्षेत्र के आधार पर, कुछ पदार्थ तरल और सालिड दोनों हो सकते है।<ref>{{Cite journal|title=What's That Stuff? Silly Putty|journal=Chemical & Engineering News|url=https://pubsapp.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7848scit3.html|last=Thayer|first=Ann|volume=78|publisher=American Chemical Society|issue=48|year=2000|publication-date=2000-11-27|page=27|doi=10.1021/cen-v078n048.p027|archive-url= https://web.archive.org/web/20210507045350/http://pubsapp.acs.org/cen/whatstuff/stuff/7848scit3.html|archive-date= 2021-05-07|url-status=live}}</ref> सिली पुट्टी जैसे [[ viscoelastic |विस्कोइलास्टिक]] तरल पदार्थ अचानक बल लगाने पर सालिड के समान व्यवहार करते है।<ref>{{Cite web|url=https://www.science.org/content/article/silly-putty-potholes| title=गड्ढों के लिए मूर्खतापूर्ण पुट्टी|date=2012-04-11|access-date=2021-06-23|website=Science|last=Kroen|first=Gretchen Cuda}}</ref> पिच जैसे बहुत अधिक सुचारु पदार्थ भी सालिड की तरह व्यवहार करते है ([[पिच ड्रॉप प्रयोग]] देखें)। [[कण भौतिकी]] में, इस अवधारणा का विस्तार तरल पदार्थ या गैसों के अतिरिक्त अन्य द्रवीय पदार्थों को भी सम्मलित करने के लिए किया जाता है।<ref>Example (in the title): {{Cite journal|title=Measuring Hall viscosity of graphene's electron fluid|journal=Science|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.aau0685|last1=Berdyugin|first1=A. I.|date=2019-04-12|volume=364|pages=162–165|last2=Xu|first2=S. G.|issue=6436|doi=10.1126/science.aau0685| others=F. M. D. Pellegrino, R. Krishna Kumar, A. Principi, I. Torre, M. Ben Shalom, T. Taniguchi, K. Watanabe, I. V. Grigorieva, M. Polini, A. K. Geim, D. A. Bandurin|pmid=30819929|language=en|arxiv=1806.01606|bibcode=2019Sci...364..162B|s2cid=73477792}}</ref> चिकित्सा या जीव विज्ञान में तरल पदार्थ शरीर के किसी भी तरल घटक (शारीरिक तरल पदार्थ) को संदर्भित करते है,<ref>{{Cite encyclopedia |title=द्रव (बी.1.बी.)|date=1933 |encyclopedia=Oxford English Dictionary |publisher=Oxford University Press |location=Oxford |url=https://archive.org/details/in.ernet.dli.2015.271841/page/n361/mode/1up |access-date=2021-06-22 |orig-year=1901 |edition=1978 reprint |volume=IV F–G |page=358 |language=en}}</ref><ref name="Tabers_BodyFluid">{{Cite web|url= https://www.tabers.com/tabersonline/view/Tabers-Dictionary/748149/all/fluid?q=body+fluid#4|title=शरीर के तरल पदार्थ|access-date=2021-06-22|website=Taber's online – Taber's medical dictionary|archive-url= https://web.archive.org/web/20210621125044/https://www.tabers.com/tabersonline/view/Tabers-Dictionary/748149/all/fluid?q=body+fluid|archive-date=2021-06-21|url-status=live}}</ref> जबकि इस अर्थ में "तरल" का उपयोग नहीं किया जाता है। कभी-कभी तरल पदार्थ के प्रतिस्थापन के लिए पीने या इंजेक्शन द्वारा दिए जाने वाले तरल पदार्थ को तरल पदार्थ ही कहा जाता है। हाइड्रोलिक्स में, द्रव शब्द वह होता है जो कुछ गुणों वाले तरल पदार्थों को संदर्भित करता है। | ||
==भौतिकी== | ==भौतिकी== | ||
तरल पदार्थ गुण प्रदर्शित करते है जैसे: | तरल पदार्थ गुण प्रदर्शित करते है जैसे: | ||
* स्थायी विरूपण के प्रतिरोध की कमी, | * स्थायी विरूपण के प्रतिरोध की कमी, विरूपण की केवल सापेक्ष दरों का विघटन, घर्षण विधियों से विरोध करना, और | ||
* प्रवाह करने की क्षमता (कंटेनर का आकार लेने की क्षमता के रूप में भी वर्णित)। | * प्रवाह करने की क्षमता (कंटेनर का आकार लेने की क्षमता के रूप में भी वर्णित है)। | ||
यह गुण सामान्यतः स्थैतिक [[यांत्रिक संतुलन|संतुलन]] में तनाव (यांत्रिकी) का समर्थन करने में उनकी असमर्थता में सहायता करता है। इसके विपरीत, सालिड पदार्थ या तो [[लोच (भौतिकी)|स्प्रिंग (भौतिकी)]] जैसी पुनर्स्थापना ऊर्जा के साथ प्रतिक्रिया करते है, जिसका अर्थ यह होता है कि विकृतियाँ प्रतिवर्ती है, या उन्हें विकृत होने से पहले एक निश्चित प्रारंभिक [[तनाव (यांत्रिकी)|तनाव]] की आवश्यकता होती है ([[प्लास्टिसिटी (भौतिकी)]] देखें)। | |||
सालिड पदार्थ अपरूपण | सालिड पदार्थ अपरूपण तनावों और सामान्य तनावों - संपीड़न और प्रतिबल दोनों - के प्रति पुनर्स्थापना बलों के साथ प्रतिक्रिया करते है। इसके विपरीत, आदर्श तरल पदार्थ केवल सामान्य तनाव के लिए बलों के साथ प्रतिक्रिया करते है, जिसे [[दबाव]] कहा जाता है: तरल पदार्थ सकारात्मक दबाव के अनुरूप संपीड़न तनाव और नकारात्मक दबाव के अनुरूप तनाव दोनों के अधीन हो सकते है। सालिड और तरल दोनों में प्रतिबल ऊर्जा होती है, जो अधिक होने पर प्लास्टिसिटी (भौतिकी) उत्पन्न करती है जिससे तरल पदार्थ में [[गुहिकायन|निर्वातन]] प्रारंभ होता है। | ||
सालिड और तरल दोनों में मुक्त सतह होती है, जिसे बनाने में कुछ मात्रा में [[थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा]] खर्च होती है। सालिड पदार्थों | |||
सालिड और तरल दोनों में मुक्त सतह होती है, जिसे बनाने में कुछ मात्रा में [[थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा|मुक्त ऊर्जा]] खर्च होती है। सालिड पदार्थों की स्थिति में, सतह क्षेत्र की एक दी गई इकाई बनाने के लिए मुक्त ऊर्जा की मात्रा को सतह ऊर्जा कहा जाता है, जबकि तरल पदार्थों के लिए समान मात्रा को सतह तनाव कहा जाता है। तरल पदार्थ के प्रवाहित होने की क्षमता के कारण सालिड की तुलना में सतह के तनाव की प्रतिक्रिया में अलग व्यवहार होता है, चूंकि संतुलन में दोनों अपनी सतह की ऊर्जा को कम करने की कोशिश करते है: तरल पदार्थ गोल [[बूंदें]] बनाते है, जबकि शुद्ध सालिड [[क्रिस्टल]] बनाते है। गैसों की सतह मुक्त नहीं होती है और वे स्वतंत्र रूप से फैलती है। | |||
==मॉडलिंग== | ==मॉडलिंग== | ||
{{main| | {{main|द्रव यांत्रिकी}} | ||
सालिड में, | |||
सालिड में, [[तनाव (सामग्री विज्ञान)|तनाव (यांत्रिकी)]] का एक कार्य होता है, लेकिन तरल पदार्थ में, [[तनाव (भौतिकी)]] का एक कार्य होता है। इस व्यवहार का एक परिणाम पास्कल का नियम होता है जो तरल पदार्थ की स्थिति को चिह्नित करने में दबाव की भूमिका का वर्णन करता है। | |||
तरल पदार्थों के व्यवहार को नेवियर-स्टोक्स समीकरणों द्वारा वर्णित किया जा सकता है - [[आंशिक अंतर समीकरण]] | तरल पदार्थों के व्यवहार को नेवियर-स्टोक्स समीकरणों द्वारा वर्णित किया जा सकता है - [[आंशिक अंतर समीकरण|आंशिक अंतर समीकरणों]] का एक सेट इस पर आधारित है: | ||
* निरंतरता ( | * निरंतरता (समीकरण द्रव गतिकी), | ||
*रेखीय गति का संरक्षण, | *रेखीय गति का संरक्षण, | ||
* कोणीय गति का संरक्षण, | * कोणीय गति का संरक्षण, | ||
* [[ऊर्जा संरक्षण]]। | * [[ऊर्जा संरक्षण]]। | ||
तरल पदार्थों | तरल पदार्थों के अध्ययन को [[द्रव यांत्रिकी]] कहते है, जिसमे द्रव गति में है या नहीं, इसके आधार पर द्रव गतिशीलता और [[द्रव स्थैतिक]] को विभाजित किया जाता है। | ||
===तरल पदार्थों का वर्गीकरण=== | ===तरल पदार्थों का वर्गीकरण=== | ||
तनाव की दर और उसके व्युत्पन्न के बीच संबंध के आधार पर, तरल पदार्थ को निम्नलिखित में से एक के रूप में वर्णित किया जा सकता है: | |||
*[[न्यूटोनियन द्रव]] पदार्थ: जहां | *[[न्यूटोनियन द्रव]] पदार्थ: जहां तनाव की दर सीधे आनुपातिक होती है | ||
*गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ: | *गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ: इसकी उच्च ऊर्जा और व्युत्पन्न के कारण तनाव की दर समानुपाती नहीं होती है। | ||
न्यूटोनियन तरल पदार्थ न्यूटन | न्यूटोनियन तरल पदार्थ न्यूटन के नियम का पालन करते है और इन्हें सुचारु तरल पदार्थ कहा जा सकता है। | ||
तरल पदार्थों को उनकी संपीडनशीलता के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है: | तरल पदार्थों को उनकी संपीडनशीलता के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है: | ||
*संपीड़ित तरल पदार्थ: | *संपीड़ित तरल पदार्थ: इसमें तरल पदार्थ पर दबाव डालने पर या जब तरल पदार्थ सुपरसोनिक हो जाता है तो उसकी मात्रा उसके कमी या घनत्व में परिवर्तन का कारण बनती है। | ||
*असंपीड़ित तरल पदार्थ: | *असंपीड़ित तरल पदार्थ: इसमें तरल पदार्थ दबाव या प्रवाह वेग (अर्थात, ρ = स्थिर) जैसे पानी या तेल में परिवर्तन की मात्रा में भिन्न नही होते है। | ||
न्यूटोनियन और | न्यूटोनियन और असंपीड़ित तरल पदार्थ वास्तव में उपस्थित नही होते है, लेकिन सैद्धांतिक समाधान के लिए इन्हे मान लिया जाता है। आभासी तरल पदार्थ जो सुचारु और संपीड़ित के प्रभावों पर ध्यान नहीं देते है, वह पूर्ण तरल पदार्थ कहलाते है। | ||
==यह भी देखें== | ==यह भी देखें== | ||
* | *स्थितियों | ||
*तरल | *तरल | ||
*गैस | *गैस | ||
*[[सुपर तरल]] | *[[सुपर तरल|तरल]] | ||
==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
Revision as of 01:38, 17 August 2023
| Part of a series on |
| सातत्यक यांत्रिकी |
|---|
भौतिकी में, द्रव एक गैस या तरल पदार्थ होता है जो उपयुक्त तनाव या बाहरी बल के अनुसार लगातार विरूपण (प्रवाह) करता है।[1] उनके पास शून्य मापांक होता है, या, सरल शब्दों में, ऐसे पदार्थ होते है जो उन पर लगाए गए किसी भी बल का विरोध नहीं कर सकते है।
चूँकि तरल पदार्थ शब्द में सामान्यतः तरल और गैस दोनों चरण सम्मलित होते है, इसकी परिभाषा विज्ञान से भिन्न होती है। सालिड (ठोस) की परिभाषाएँ भी भिन्न-भिन्न होती है, और क्षेत्र के आधार पर, कुछ पदार्थ तरल और सालिड दोनों हो सकते है।[2] सिली पुट्टी जैसे विस्कोइलास्टिक तरल पदार्थ अचानक बल लगाने पर सालिड के समान व्यवहार करते है।[3] पिच जैसे बहुत अधिक सुचारु पदार्थ भी सालिड की तरह व्यवहार करते है (पिच ड्रॉप प्रयोग देखें)। कण भौतिकी में, इस अवधारणा का विस्तार तरल पदार्थ या गैसों के अतिरिक्त अन्य द्रवीय पदार्थों को भी सम्मलित करने के लिए किया जाता है।[4] चिकित्सा या जीव विज्ञान में तरल पदार्थ शरीर के किसी भी तरल घटक (शारीरिक तरल पदार्थ) को संदर्भित करते है,[5][6] जबकि इस अर्थ में "तरल" का उपयोग नहीं किया जाता है। कभी-कभी तरल पदार्थ के प्रतिस्थापन के लिए पीने या इंजेक्शन द्वारा दिए जाने वाले तरल पदार्थ को तरल पदार्थ ही कहा जाता है। हाइड्रोलिक्स में, द्रव शब्द वह होता है जो कुछ गुणों वाले तरल पदार्थों को संदर्भित करता है।
भौतिकी
तरल पदार्थ गुण प्रदर्शित करते है जैसे:
- स्थायी विरूपण के प्रतिरोध की कमी, विरूपण की केवल सापेक्ष दरों का विघटन, घर्षण विधियों से विरोध करना, और
- प्रवाह करने की क्षमता (कंटेनर का आकार लेने की क्षमता के रूप में भी वर्णित है)।
यह गुण सामान्यतः स्थैतिक संतुलन में तनाव (यांत्रिकी) का समर्थन करने में उनकी असमर्थता में सहायता करता है। इसके विपरीत, सालिड पदार्थ या तो स्प्रिंग (भौतिकी) जैसी पुनर्स्थापना ऊर्जा के साथ प्रतिक्रिया करते है, जिसका अर्थ यह होता है कि विकृतियाँ प्रतिवर्ती है, या उन्हें विकृत होने से पहले एक निश्चित प्रारंभिक तनाव की आवश्यकता होती है (प्लास्टिसिटी (भौतिकी) देखें)।
सालिड पदार्थ अपरूपण तनावों और सामान्य तनावों - संपीड़न और प्रतिबल दोनों - के प्रति पुनर्स्थापना बलों के साथ प्रतिक्रिया करते है। इसके विपरीत, आदर्श तरल पदार्थ केवल सामान्य तनाव के लिए बलों के साथ प्रतिक्रिया करते है, जिसे दबाव कहा जाता है: तरल पदार्थ सकारात्मक दबाव के अनुरूप संपीड़न तनाव और नकारात्मक दबाव के अनुरूप तनाव दोनों के अधीन हो सकते है। सालिड और तरल दोनों में प्रतिबल ऊर्जा होती है, जो अधिक होने पर प्लास्टिसिटी (भौतिकी) उत्पन्न करती है जिससे तरल पदार्थ में निर्वातन प्रारंभ होता है।
सालिड और तरल दोनों में मुक्त सतह होती है, जिसे बनाने में कुछ मात्रा में मुक्त ऊर्जा खर्च होती है। सालिड पदार्थों की स्थिति में, सतह क्षेत्र की एक दी गई इकाई बनाने के लिए मुक्त ऊर्जा की मात्रा को सतह ऊर्जा कहा जाता है, जबकि तरल पदार्थों के लिए समान मात्रा को सतह तनाव कहा जाता है। तरल पदार्थ के प्रवाहित होने की क्षमता के कारण सालिड की तुलना में सतह के तनाव की प्रतिक्रिया में अलग व्यवहार होता है, चूंकि संतुलन में दोनों अपनी सतह की ऊर्जा को कम करने की कोशिश करते है: तरल पदार्थ गोल बूंदें बनाते है, जबकि शुद्ध सालिड क्रिस्टल बनाते है। गैसों की सतह मुक्त नहीं होती है और वे स्वतंत्र रूप से फैलती है।
मॉडलिंग
सालिड में, तनाव (यांत्रिकी) का एक कार्य होता है, लेकिन तरल पदार्थ में, तनाव (भौतिकी) का एक कार्य होता है। इस व्यवहार का एक परिणाम पास्कल का नियम होता है जो तरल पदार्थ की स्थिति को चिह्नित करने में दबाव की भूमिका का वर्णन करता है।
तरल पदार्थों के व्यवहार को नेवियर-स्टोक्स समीकरणों द्वारा वर्णित किया जा सकता है - आंशिक अंतर समीकरणों का एक सेट इस पर आधारित है:
- निरंतरता (समीकरण द्रव गतिकी),
- रेखीय गति का संरक्षण,
- कोणीय गति का संरक्षण,
- ऊर्जा संरक्षण।
तरल पदार्थों के अध्ययन को द्रव यांत्रिकी कहते है, जिसमे द्रव गति में है या नहीं, इसके आधार पर द्रव गतिशीलता और द्रव स्थैतिक को विभाजित किया जाता है।
तरल पदार्थों का वर्गीकरण
तनाव की दर और उसके व्युत्पन्न के बीच संबंध के आधार पर, तरल पदार्थ को निम्नलिखित में से एक के रूप में वर्णित किया जा सकता है:
- न्यूटोनियन द्रव पदार्थ: जहां तनाव की दर सीधे आनुपातिक होती है
- गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थ: इसकी उच्च ऊर्जा और व्युत्पन्न के कारण तनाव की दर समानुपाती नहीं होती है।
न्यूटोनियन तरल पदार्थ न्यूटन के नियम का पालन करते है और इन्हें सुचारु तरल पदार्थ कहा जा सकता है।
तरल पदार्थों को उनकी संपीडनशीलता के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
- संपीड़ित तरल पदार्थ: इसमें तरल पदार्थ पर दबाव डालने पर या जब तरल पदार्थ सुपरसोनिक हो जाता है तो उसकी मात्रा उसके कमी या घनत्व में परिवर्तन का कारण बनती है।
- असंपीड़ित तरल पदार्थ: इसमें तरल पदार्थ दबाव या प्रवाह वेग (अर्थात, ρ = स्थिर) जैसे पानी या तेल में परिवर्तन की मात्रा में भिन्न नही होते है।
न्यूटोनियन और असंपीड़ित तरल पदार्थ वास्तव में उपस्थित नही होते है, लेकिन सैद्धांतिक समाधान के लिए इन्हे मान लिया जाता है। आभासी तरल पदार्थ जो सुचारु और संपीड़ित के प्रभावों पर ध्यान नहीं देते है, वह पूर्ण तरल पदार्थ कहलाते है।
यह भी देखें
- स्थितियों
- तरल
- गैस
- तरल
संदर्भ
- ↑ "Fluid | Definition, Models, Newtonian Fluids, Non-Newtonian Fluids, & Facts". Encyclopedia Britannica (in English). Retrieved 2 June 2021.
- ↑ Thayer, Ann (2000). "What's That Stuff? Silly Putty". Chemical & Engineering News. American Chemical Society (published 2000-11-27). 78 (48): 27. doi:10.1021/cen-v078n048.p027. Archived from the original on 2021-05-07.
- ↑ Kroen, Gretchen Cuda (2012-04-11). "गड्ढों के लिए मूर्खतापूर्ण पुट्टी". Science. Retrieved 2021-06-23.
- ↑ Example (in the title): Berdyugin, A. I.; Xu, S. G. (2019-04-12). F. M. D. Pellegrino, R. Krishna Kumar, A. Principi, I. Torre, M. Ben Shalom, T. Taniguchi, K. Watanabe, I. V. Grigorieva, M. Polini, A. K. Geim, D. A. Bandurin. "Measuring Hall viscosity of graphene's electron fluid". Science (in English). 364 (6436): 162–165. arXiv:1806.01606. Bibcode:2019Sci...364..162B. doi:10.1126/science.aau0685. PMID 30819929. S2CID 73477792.
- ↑ "द्रव (बी.1.बी.)". Oxford English Dictionary (in English). Vol. IV F–G (1978 reprint ed.). Oxford: Oxford University Press. 1933 [1901]. p. 358. Retrieved 2021-06-22.
- ↑ "शरीर के तरल पदार्थ". Taber's online – Taber's medical dictionary. Archived from the original on 2021-06-21. Retrieved 2021-06-22.
- Bird, Robert Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edward N. (2007). Transport Phenomena. New York: Wiley, Revised Second Edition. p. 912. ISBN 978-0-471-41077-5.
