Permeabilitetskoncept, enheter, faktorer, exempel

De permeabilitet Det är ett material förmåga att låta ett flöde korsa det, antingen vid dess långa eller breda. Nu kan flödet vara av alla slag: flytande, gasformigt, elektriskt, magnetiskt, kalorier, etc. När det gäller kemi och teknik är flöden vanligtvis flytande eller gaser; Medan de är i fysik är de linjer i ett elektriskt eller magnetfält.

När det gäller denna sista punkt talas det om en magnetisk permeabilitet, betecknad med μ -symbolen. För att ett material ska vara permeabelt för ett flöde måste det genomgå en tillfällig förändring inducerad av den aktuella flödet eller kunna modifiera flödet i sig själv.

Magnetfältets permeabilitet genom materialen. Källa: Marled, franska kaptener borttagna av [1]/cc av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/1.0)

I den överlägsna bilden jämförs de magnetiska permesurerna för tre material. B är densiteten för det magnetiska flödet, representerat av antalet linjer. H är intensiteten hos det yttre magnetfältet som omger materialet. Det observeras därför att det blåaktiga materialet inte är särskilt permeabelt, medan gult och rosa är i större utsträckning.

Rosa material är det mest genomträngliga ur magnetens synvinkel eftersom det är den mest magnetiserade. Därför sker en ökning av magnetfältet genom det (b >> h).

[TOC]

Enheter

Enheten med magnetisk permeabilitet är Henry per meter, H/m o n · a². Dess formel är:

μ = b/h

Detta gäller magnetisk permeabilitet. Men vad är mer materiell permeabilitet? Som det av ett vätskeflöde som försöker röra sig genom porerna i ett fast ämne eller ett membran.

Till exempel permeabiliteten hos klipporna som utgör oljeavlagringarna. För dessa typer av fenomen används enhet C.g.s. kallas Darcy, D (9.86923 · 10^-23 m²).

Kan tjäna dig: aktiveringsenergi

Enhet D är särskilt reserverad för geologiska vetenskaper och oljeindustrin, särskilt när den hänvisar till borrningen av råoljebehållare.

Relativ permeabilitet

Återvända till magnetisk permeabilitet kommer ett material att vara mer permeabelt än det andra om dess värde på μ_r är äldre. I sin tur indikerar detta värde hur permeabelt materialet jämförs med tomrummet. Så att om μ_r Det är större än 1, det betyder att materialet är magnetiserat och är mycket permeabel för magnetfältlinjerna.

Å andra sidan, om μ_r Det är mindre än 1, betyder att dess magnetisering påverkar eller minskar magnetfältlinjerna. Det kan sägas att detta material är "semipermeabla" till magnetfältet. Under tiden en μ_r lika eller mycket nära 1, konstaterar att magnetfältet korsar materialet utan att störa, som händer i ett vakuum.

Μ -värdena är mycket varierande för samma material, så den relativa permeabiliteten föredras när man jämför två eller flera material med varandra.

Faktorer som bestämmer permeabilitet

Affinitet för flöde

För att ett material ska vara permeabel måste det tillåta flödet i fråga som reser genom det. På samma sätt måste materialet uppleva en förändring, även om det är mildt, i sina egenskaper på grund av detta flöde. Eller sett på annat sätt måste materialet modifiera eller störa flödet.

Vid magnetisk permeabilitet kommer ett material att vara mer permeabelt än det andra om dess magnetisering är större när man upplever det yttre magnetfältet.

Under tiden, i en materiell permeabilitet, mer typisk för teknik, är det nödvändigt för materialet att vara "vått" av flödet. Till exempel kommer ett material att vara permeabel innan en given vätska, för att säga vatten, om dess yta och mellanrum lyckas fukta. Annars kommer vatten aldrig att resa genom materialet. Mycket mindre om materialet är hydrofobt och alltid förblir torrt.

Kan tjäna dig: elektronisk densitet

Denna "affinitet" av materialet för flödet är den huvudsakliga faktorn som avgör om det kommer att vara permeabel i första hand.

Storlek och vägledning av porer

När man lämnar magnetisk permeabilitet, beror materialets permeabilitet mot vätskor eller gaser, beror inte bara på materialets affinitet på grund av flödet i sig, utan också storleken och orienteringen av porerna.

På konto är porerna de interna kanalerna för vilka flödet kommer att resa. Om de är väldigt små kommer lägre volym att passera genom materialet. På samma sätt, om porerna är orienterade i ett läge vinkelrätt mot flödesriktningen, kommer deras förskjutning att vara långsammare och skadad.

Temperatur

Temperaturen spelar en viktig roll i materialets permeabilitet. Detta påverkar vägen i hur material magnetiseras, och även hur vätskor och gaser rör sig inom dem.

Generellt sett, vid en högre temperatur, minskar större permeabilitet, eftersom viskositeten hos vätskorna minskar och ökar hastigheten med vilken gaserna förökas.

Flödesintensitet

Magnetisk permeabilitet påverkas av magnetfältets intensitet. Detta gäller också för vätska och gasflöden, där dess intensitet definieras av det tryck som flödet utövar på materialets yta.

Exempel på permeabilitet

Golv

Jordens magnetiska permeabilitet beror på dess sammansättning av mineraler och deras typer av magnetism. Å andra sidan varierar dess vätskepermeabilitet beroende på storleken på dess korn och dess bestämmelser. Observera till exempel följande video:

Den jämför permeabilitet för olika fasta ämnen. Observera att leran, för att ha de minsta kornen, är den som minst tillåter vattnet att korsa det.

Kan tjäna dig: Iron Sulfide (II): Egenskaper, risker och användningar

På samma sätt bör det noteras att vattnet som kommer ut är molnigt eftersom det har vått respektive fasta ämnen; Förutom stenarna, eftersom mellanrummen mellan dem var mycket stora.

Tömma

Vakuumets magnetiska permeabilitet är cirka 12.57 × 10⁻⁷ H/m, och det betecknas som μ₀. Permeabiliteterna hos materialen eller förökningsmedel, μ, är uppdelade mellan detta värde för att erhålla μ_r (μ/ μ₀).

Järn

Från järnexemplet kommer det att diskuteras uteslutande om magnetisk permeabilitet. För denna metall i sitt rena tillstånd (99.95%), dess μ_r är 200 000. Det vill säga magnetfältlinjerna överförs två hundra tusen gånger mer intensiva genom järn än i ett vakuum.

Vatten

Vattenens relativa permeabilitet är 0.999 992. Det vill säga det skiljer sig knappast från tomrummet när det gäller förökningen av magnetfältet.

Koppar

Μ_r av koppar är 0.999 994. Det är praktiskt taget nästan detsamma som för vatten. Därför att? Eftersom koppar inte är magnetiserad och inte gör det ökar magnetfältet inte genom det.

Trä

Μ_r av träet är 1.000 000 43. Det är praktiskt taget detsamma som vakuum, eftersom trä till och med kommer att drabbas av föraktliga magnetiseringar på grund av dess föroreningar.

Referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2020). Permeabilitet (elektromagnetism). Hämtad från: i.Wikipedia.org
3. Flödesimulering. (2018). Vad är permeabilitet? Återhämtad från: kalkylator.org
4. Evan Bianco. (27 januari 2011). Vad är en darcy? Återhämtat sig från: agilecentific.com
5. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik för vetenskap och teknik. Volym 1. 7th. Utgåva. Mexiko. Cengage Learning Editors.
6. Redaktörerna för Enyclopaedia Britannica. (6 maj 2020). Magnetisk permeabilitet. Encyclopædia Britannica. Återhämtat sig från: Britannica.com
7. Damien Howard. (2020). Vad är magnetisk permeabilitet? - Definition och exempel. Studie. Återhämtat sig från: studie.com