سیالوں کی میکانیکی خصوصیات

ساکن سیال#

ساکن سیال وہ سیال ہیں جو حرکت میں نہیں ہوتے۔ ان کی خصوصیت یہ ہے کہ سیال میں کسی بھی نقطہ پر دباؤ تمام سمتوں میں یکساں ہوتا ہے۔ اسے پاسکل کا قانون کہا جاتا ہے۔

ساکن سیال میں دباؤ#

ساکن سیال میں دباؤ درج ذیل عوامل سے طے ہوتا ہے:

• سیال کی کثافت
• سیال میں نقطہ کی گہرائی
• کشش ثقل کی وجہ سے ہونے والی شتاب

سیال میں دباؤ گہرائی بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ کسی مخصوص نقطے کے اوپر سیال کا وزن گہرائی کے ساتھ بڑھتا ہے۔ ساکن سیال میں دباؤ کثافت بڑھنے کے ساتھ بھی بڑھتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سیال جتنا زیادہ گھنا ہوگا، فی اکائی حجم میں اتنی ہی زیادہ کمیت ہوگی، اور اس لیے کسی مخصوص نقطے کے اوپر سیال کا وزن اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

دباؤ اور کثافت#

دباؤ#

دباؤ فی اکائی رقبہ پر لگنے والی قوت ہے۔ یہ ایک عددی مقدار ہے اور بین الاقوامی نظام اکائیات (SI) میں پاسکل (Pa) میں ناپا جاتا ہے۔

$$P = \frac{F}{A}$$

جہاں:

• P پاسکل (Pa) میں دباؤ ہے۔
• F نیوٹن (N) میں قوت ہے۔
• A مربع میٹر (m²) میں رقبہ ہے۔

کثافت#

کثافت فی اکائی حجم میں کمیت ہے۔ یہ ایک عددی مقدار ہے اور SI میں کلوگرام فی کیوبک میٹر (kg/m³) میں ناپی جاتی ہے۔

$$\rho = \frac{m}{V}$$

جہاں:

• ρ کلوگرام فی کیوبک میٹر (kg/m³) میں کثافت ہے۔
• m کلوگرام (kg) میں کمیت ہے۔
• V کیوبک میٹر (m³) میں حجم ہے۔

دباؤ اور کثافت کے درمیان تعلق#

دباؤ اور کثافت ایک مثالی گیس کی حالت کے مساوات کے ذریعے آپس میں منسلک ہیں:

$$PV = nRT$$

جہاں:

• P پاسکل (Pa) میں دباؤ ہے۔
• V کیوبک میٹر (m³) میں حجم ہے۔
• n گیس کے مولوں کی تعداد ہے۔
• R عالمی گیس مستقل (8.314 J/mol·K) ہے۔
• T کیلون (K) میں درجہ حرارت ہے۔

ایک مثالی گیس کے لیے، دباؤ براہ راست کثافت کے متناسب ہوتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ جیسے جیسے گیس کی کثافت بڑھتی ہے، دباؤ بھی بڑھتا ہے۔

پاسکل کا قانون#

پاسکل کا قانون کہتا ہے کہ ایک محدود سیال پر لگایا گیا دباؤ سیال کے ہر نقطے اور برتن کی دیواروں تک یکساں طور پر منتقل ہوتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ اگر آپ ایک سلنڈر میں پسٹن کو دھکیلیں گے، تو سلنڈر میں موجود تمام سیال اور سلنڈر کی دیواروں پر یکساں دباؤ محسوس ہوگا۔

پاسکل کے قانون کے لیے ریاضیاتی فارمولا#

پاسکل کے قانون کا ریاضیاتی فارمولا یہ ہے:

$$ P = F/A $$

جہاں:

• P پاسکل (Pa) میں دباؤ ہے۔
• F نیوٹن (N) میں قوت ہے۔
• A مربع میٹر (m$^2$) میں رقبہ ہے۔

اس فارمولے کا استعمال سیال میں دباؤ کا حساب لگانے کے لیے کیا جا سکتا ہے اگر آپ قوت اور وہ رقبہ جس پر قوت لگائی گئی ہے، جانتے ہوں۔

پاسکل کا قانون سیال میکانیات کا ایک بنیادی اصول ہے۔ اس کی روزمرہ زندگی میں بہت سی ایپلی کیشنز ہیں، ہائیڈرولک سسٹمز سے لے کر پانی کی تقسیم کے نظام اور سکوبا ڈائیونگ تک۔ پاسکل کے قانون کے ریاضیاتی فارمولے کا استعمال سیال میں دباؤ کا حساب لگانے کے لیے کیا جا سکتا ہے اگر آپ قوت اور وہ رقبہ جس پر قوت لگائی گئی ہے، جانتے ہوں۔

ہائیڈرولک مشین لفٹ#

ہائیڈرولک مشین لفٹ ایک میکانیکی آلہ ہے جو بھاری اشیاء کو اٹھانے اور نیچے کرنے کے لیے ہائیڈرولک طاقت کا استعمال کرتا ہے۔ یہ مختلف صنعتوں، جیسے آٹوموٹو، مینوفیکچرنگ، اور تعمیرات میں بھاری مشینری، گاڑیوں اور دیگر اشیاء کو اٹھانے اور منتقل کرنے کے لیے عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔

کام کرنے کا اصول#

ہائیڈرولک مشین لفٹ کا کام کرنے کا اصول پاسکل کے قانون پر مبنی ہے، جو کہتا ہے کہ ایک محدود سیال پر لگایا گیا دباؤ پورے سیال میں یکساں طور پر منتقل ہوتا ہے۔ ہائیڈرولک مشین لفٹ میں، بھاری اشیاء کو اٹھانے کے لیے ضروری قوت پیدا کرنے کے لیے اس اصول کو استعمال کیا جاتا ہے۔

لفٹ میں ایک ہائیڈرولک سلنڈر، ایک پسٹن، ایک ریزرور، اور ایک پمپ ہوتا ہے۔ ہائیڈرولک سلنڈر ایک بیضوی چیمبر ہوتا ہے جس میں پسٹن ہوتا ہے۔ پسٹن ایک بیضوی پلنگر ہوتا ہے جو سلنڈر کے اندر حرکت کرتا ہے۔ ریزرور ہائیڈرولک سیال کو ذخیرہ کرتا ہے، جو عام طور پر تیل ہوتا ہے۔ پمپ ہائیڈرولک سیال کو دباؤ میں ڈالنے کا ذمہ دار ہوتا ہے۔

جب پمپ چالو ہوتا ہے، تو یہ ریزرور سے ہائیڈرولک سیال کھینچتا ہے اور اسے دباؤ میں ڈالتا ہے۔ یہ دباؤ والا سیال پھر ہائیڈرولک سلنڈر میں بھیج دیا جاتا ہے۔ سیال کے ذریعے لگایا گیا دباؤ پسٹن پر کام کرتا ہے، جس کی وجہ سے وہ اوپر کی طرف حرکت کرتا ہے۔ جیسے جیسے پسٹن اوپر جاتا ہے، یہ اس سے منسلک پلیٹ فارم یا لفٹنگ میکانزم کو، ساتھ ہی اٹھائی جانے والی بوجھ کو، اٹھاتا ہے۔

ہائیڈرولک مشین لفٹ کی اقسام#

ہائیڈرولک مشین لفٹ کی مختلف اقسام ہیں، ہر ایک مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے۔ کچھ عام اقسام میں شامل ہیں:

• سنگل ایکٹنگ ہائیڈرولک لفٹ: اس قسم کی لفٹ بوجھ کو اٹھانے کے لیے ایک ہائیڈرولک سلنڈر استعمال کرتی ہے۔ جب پمپ چالو ہوتا ہے، تو دباؤ والا سیال سلنڈر میں داخل ہوتا ہے اور پسٹن کو اوپر کی طرف دھکیلتا ہے، جس سے بوجھ اٹھتا ہے۔ جب پمپ بند ہو جاتا ہے، تو بوجھ کشش ثقل کی وجہ سے آہستہ آہستہ نیچے اترتا ہے۔

• ڈبل ایکٹنگ ہائیڈرولک لفٹ: اس قسم کی لفٹ دو ہائیڈرولک سلنڈر استعمال کرتی ہے، ایک بوجھ اٹھانے کے لیے اور ایک بوجھ نیچے کرنے کے لیے۔ جب پمپ چالو ہوتا ہے، تو دباؤ والا سیال لفٹنگ سلنڈر میں داخل ہوتا ہے، جس سے پسٹن اوپر کی طرف حرکت کرتا ہے اور بوجھ اٹھاتا ہے۔ جب پمپ ریورس ہو جاتا ہے، تو دباؤ والا سیال لورنگ سلنڈر میں داخل ہوتا ہے، جس سے پسٹن نیچے کی طرف حرکت کرتا ہے اور بوجھ نیچے کرتا ہے۔

• سیزر لفٹ: اس قسم کی لفٹ پلیٹ فارم کو اٹھانے اور نیچے کرنے کے لیے باہم جڑے ہوئے سیزر جیسے میکانزم کا ایک سلسلہ استعمال کرتی ہے۔ سیزر لفٹس اکثر آٹوموٹو ورکشاپس اور گوداموں میں گاڑیوں اور دیگر بھاری اشیاء کو اٹھانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

• بوم لفٹ: اس قسم کی لفٹ میں ایک ہائیڈرولک سلنڈر ہوتا ہے جو ایک بوم بازو پر نصب ہوتا ہے۔ بوم بازو کو بڑھایا اور واپس کیا جا سکتا ہے، جس سے لفٹ اونچی بلندیوں تک پہنچ سکتی ہے۔ بوم لفٹس عام طور پر تعمیرات اور دیکھ بھال کی صنعتوں میں استعمال ہوتی ہیں۔

ہائیڈرولک مشین لفٹ کے فوائد#

ہائیڈرولک مشین لفٹس دیگر لفٹنگ میکانزم کے مقابلے میں کئی فوائد پیش کرتی ہیں:

• اعلی لفٹنگ صلاحیت: ہائیڈرولک لفٹس زبردست قوت پیدا کر سکتی ہیں، جس سے وہ بھاری بوجھوں کو آسانی سے اٹھا سکتی ہیں۔

• ہموار اور درست آپریشن: ہائیڈرولک لفٹس بوجھوں کے ہموار اور کنٹرولڈ لفٹنگ اور لورنگ فراہم کرتی ہیں، جس سے بوجھ یا آس پاس کے علاقے کو نقصان پہنچنے کا خطرہ کم ہو جاتا ہے۔

• ہمہ گیری: ہائیڈرولک لفٹس مختلف اقسام اور سائز میں آتی ہیں، جو انہیں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے لیے موزوں بناتی ہیں۔

• اعتبار: ہائیڈرولک لفٹس عام طور پر قابل اعتماد ہوتی ہیں اور انہیں کم سے کم دیکھ بھال کی ضرورت ہوتی ہے۔

حفاظتی تحفظات#

ہائیڈرولک مشین لفٹس استعمال کرتے وقت، حفاظت کو ترجیح دینا ضروری ہے۔ کچھ اہم حفاظتی تحفظات میں شامل ہیں:

• مناسب تربیت: صرف تربیت یافتہ اور مجاز عملہ ہی ہائیڈرولک لفٹس چلائے۔

• باقاعدہ دیکھ بھال: ہائیڈرولک لفٹس کا باقاعدگی سے معائنہ اور دیکھ بھال کی جانی چاہیے تاکہ ان کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنایا جا سکے۔

• بوجھ کی گنجائش: اٹھایا جانے والا بوجھ کبھی بھی لفٹ کی درجہ بند گنجائش سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔

• محفوظ کام کے طریقے: ہمیشہ محفوظ کام کے طریقوں پر عمل کریں، جیسے مناسب لفٹنگ تکنیکوں کا استعمال اور مناسب حفاظتی سامان پہننا۔

ان حفاظتی ہدایات پر عمل کر کے، حادثات اور چوٹوں کے خطرے کو کم سے کم کیا جا سکتا ہے، جس سے ہائیڈرولک مشین لفٹس کے محفوظ اور موثر آپریشن کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔

بلندی کے ساتھ دباؤ میں تغیر#

اہم نکات#

• بلندی بڑھنے کے ساتھ فضائی دباؤ کم ہوتا ہے۔
• بلندی کے ساتھ دباؤ میں کمی سوال میں موجود نقطے کے اوپر ہوا کے وزن کی وجہ سے ہوتی ہے۔
• بلندی کے ساتھ دباؤ میں کمی کی شرح کو دباؤ میلان کہا جاتا ہے۔
• دباؤ میلان زیادہ بلندیوں پر زیادہ ہوتا ہے۔

تفصیلی وضاحت#

فضا کا دباؤ سوال میں موجود نقطے کے اوپر ہوا کے وزن کی وجہ سے ہوتا ہے۔ جیسے جیسے آپ فضا میں اونچائی پر جاتے ہیں، آپ کے اوپر ہوا کم ہوتی ہے، اس لیے دباؤ کم ہو جاتا ہے۔

بلندی کے ساتھ دباؤ میں کمی کی شرح کو دباؤ میلان کہا جاتا ہے۔ دباؤ میلان زیادہ بلندیوں پر زیادہ ہوتا ہے کیونکہ ہر نقطے کے اوپر ہوا کم ہوتی ہے۔

درج ذیل جدول مختلف بلندیوں پر دباؤ دکھاتی ہے:

بلندی (m)	دباؤ (kPa)
0	101.3
1000	89.9
2000	79.5
3000	70.1
4000	61.7
5000	54.1

جیسا کہ آپ جدول سے دیکھ سکتے ہیں، بلندی کے ہر 1000 میٹر کے لیے دباؤ تقریباً 11.3 kPa کم ہو جاتا ہے۔ c

ارشمیدس کا اصول#

ارشمیدس کا اصول کہتا ہے کہ کسی سیال میں ڈوبے ہوئے جسم پر لگنے والی اوپر کی طرف اٹھانے والی بویئنٹ قوت، چاہے جسم مکمل طور پر ڈوبا ہو یا جزوی طور پر، اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے جسم ہٹاتا ہے۔ یہ اصول بویئنسی کو سمجھنے کے لیے بنیادی ہے، جو کسی سیال میں تیرنے یا ڈوبنے کی کسی چیز کی صلاحیت ہے۔

اہم نکات#

• ارشمیدس کا اصول کہتا ہے کہ کسی سیال میں ڈوبے ہوئے جسم پر لگنے والی اوپر کی طرف اٹھانے والی بویئنٹ قوت اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے جسم ہٹاتا ہے۔
• بویئنسی کسی سیال میں تیرنے یا ڈوبنے کی کسی چیز کی صلاحیت ہے۔
• بویئنٹ قوت اس سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے جسے چیز ہٹاتی ہے۔
• کسی چیز کی کثافت فی اکائی حجم میں اس چیز کی کمیت ہے۔
• وہ اشیاء جن کی کثافت سیال سے کم ہوتی ہے وہ تیرتی ہیں، جبکہ وہ اشیاء جن کی کثافت سیال سے زیادہ ہوتی ہے وہ ڈوب جاتی ہیں۔

ایپلی کیشنز#

ارشمیدس کے اصول کی بہت سی ایپلی کیشنز ہیں، بشمول:

• اشیاء کی کثافت کا تعین کرنا
• جہازوں اور آبدوزوں کا ڈیزائن کرنا
• یہ سمجھنا کہ گرم ہوا کے غبارے کیسے کام کرتے ہیں
• یہ وضاحت کرنا کہ کچھ اشیاء کیوں تیرتی ہیں اور دوسری کیوں ڈوب جاتی ہیں

مثال#

ایک جھیل میں تیرتے ہوئے لکڑی کے بلاک پر غور کریں۔ لکڑی کا بلاک پانی کی ایک مخصوص مقدار کو ہٹاتا ہے، اور جو پانی ہٹایا جاتا ہے اس کا وزن لکڑی کے بلاک کے وزن کے برابر ہوتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ لکڑی کا بلاک تیرتا ہے۔

اگر لکڑی کے بلاک کو زیادہ گھنے سیال میں رکھا جائے، جیسے کہ نمکین پانی، تو یہ کم پانی ہٹائے گا اور جو پانی ہٹایا جائے گا اس کا وزن لکڑی کے بلاک کے وزن سے کم ہوگا۔ اس کی وجہ سے لکڑی کا بلاک ڈوب جائے گا۔

ارشمیدس کا اصول طبیعیات کا ایک بنیادی اصول ہے جس کی روزمرہ زندگی میں بہت سی ایپلی کیشنز ہیں۔ یہ یہ سمجھنے کے لیے ایک طاقتور آلہ ہے کہ اشیاء سیالوں کے ساتھ کیسے تعامل کرتی ہیں۔

تیرنے کو متاثر کرنے والے عوامل#

کسی چیز کے تیرنے کی صلاحیت کئی عوامل پر منحصر ہے:

• کثافت: کثافت فی اکائی حجم میں کسی چیز کی کمیت ہے۔ وہ اشیاء جن کی کثافت سیال سے کم ہوتی ہے وہ تیرتی ہیں، جبکہ وہ اشیاء جن کی کثافت سیال سے زیادہ ہوتی ہے وہ ڈوب جاتی ہیں۔

• حجم: کسی چیز کا حجم وہ جگہ ہے جو وہ گھیرتی ہے۔ کسی چیز کا حجم جتنا زیادہ ہوگا، وہ اتنا ہی زیادہ سیال ہٹائے گی، اور اتنی ہی زیادہ بویئنٹ قوت کا تجربہ کرے گی۔

• شکل: کسی چیز کی شکل اس کے تیرنے کی صلاحیت کو متاثر کر سکتی ہے۔ ہموار شکل والی اشیاء، جیسے کشتیاں، سیال سے کم مزاحمت کا تجربہ کرتی ہیں اور بے ترتیب شکل والی اشیاء کے مقابلے میں زیادہ آسانی سے تیر سکتی ہیں۔

تیرنے کی ایپلی کیشنز#

تیرنے کے قوانین کے مختلف شعبوں میں بے شمار ایپلی کیشنز ہیں:

• جہاز سازی: جہاز تیرتے ہیں کیونکہ ان کی اوسط کثافت پانی سے کم ہوتی ہے۔ جہاز کے جہاز کا ڈھانچہ بڑی مقدار میں پانی ہٹانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، جو ایک بویئنٹ قوت پیدا کرتا ہے جو جہاز کو تیرتا رکھتا ہے۔

• آبدوزیں: آبدوزیں اپنی بویئنسی کو کنٹرول کر کے ڈوب سکتی ہیں اور سطح پر آ سکتی ہیں۔ وہ اپنی کثافت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے بیلاسٹ ٹینک استعمال کرتی ہیں، جس سے وہ پانی میں ڈوب یا اوپر آ سکتی ہیں۔

• بویئنسی ایڈز: بویئنسی ایڈز، جیسے لائف جیکٹس اور ہوا سے بھرنے والے بیڑے، لوگوں کی بویئنسی بڑھا کر پانی میں تیرنے میں مدد کرتے ہیں۔

• ہائیڈرومیٹرز: ہائیڈرومیٹرز مائعات کی کثافت ناپنے کے لیے استعمال ہونے والے آلات ہیں۔ وہ ارشمیدس کے اصول پر کام کرتے ہیں، جہاں ہائیڈرومیٹر کسی مائع میں جتنی گہرائی تک ڈوبتا ہے وہ مائع کی کثافت کے الٹ متناسب ہوتا ہے۔

تیرنے کے قوانین، جو ارشمیدس کے اصول پر مبنی ہیں، یہ سمجھنے کے لیے ایک بنیادی بنیاد فراہم کرتے ہیں کہ اشیاء کیوں تیرتی یا ڈوبتی ہیں۔ ان اصولوں کی عملی ایپلی کیشنز مختلف شعبوں میں ہیں، بشمول جہاز سازی، آبدوز ڈیزائن، اور بویئنسی ایڈز اور ہائیڈرومیٹرز کی ترقی۔

تسلسل کی مساوات#

تسلسل کی مساوات سیال میکانیات میں ایک بنیادی اصول ہے جو کمیت کے تحفظ کو بیان کرتی ہے۔ یہ کہتی ہے کہ کنٹرول والیوم میں خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح کنٹرول والیوم سے باہر خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح کے برابر ہونی چاہیے، ساتھ ہی کنٹرول والیوم کے اندر کمیت کے جمع ہونے کی شرح بھی۔

ریاضیاتی تشکیل#

تسلسل کی مساوات کو ریاضیاتی طور پر درج ذیل طور پر ظاہر کیا جا سکتا ہے:

$$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \mathbf{v}) = 0$$

جہاں:

• $\rho$ سیال کی کثافت ہے۔
• $t$ وقت ہے۔
• $\mathbf{v}$ سیال کی رفتار ویکٹر ہے۔
• $\nabla \cdot$ ڈائیورجنس آپریٹر ہے۔

طبیعی تشریح#

تسلسل کی مساوات کی درج ذیل طور پر تشریح کی جا سکتی ہے:

• کنٹرول والیوم کے اندر کمیت میں تبدیلی کی شرح کنٹرول والیوم میں خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح کے برابر ہوتی ہے۔
• اگر کنٹرول والیوم میں خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح کنٹرول والیوم سے باہر خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح سے زیادہ ہو، تو کنٹرول والیوم کے اندر کمیت بڑھے گی۔
• اگر کنٹرول والیوم میں خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح کنٹرول والیوم سے باہر خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح سے کم ہو، تو کنٹرول والیوم کے اندر کمیت کم ہوگی۔

ایپلی کیشنز#

تسلسل کی مساوات کا استعمال ایپلی کیشنز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، بشمول:

• سیال حرکیات
• حرارت کی منتقلی
• کمیت کی منتقلی
• کیمیائی تعاملات
• ماحولیاتی ماڈلنگ

مثال#

ایک پائپ پر غور کریں جس کا مستقل کراس سیکشنل ایریا $A$ ہے اور ایک سیال پائپ کے ذریعے رفتار $v$ کے ساتھ بہہ رہا ہے۔ پائپ میں کمیت کے بہاؤ کی شرح $\rho Av$ ہے اور پائپ سے باہر کمیت کے بہاؤ کی شرح بھی $\rho Av$ ہے۔ لہٰذا، پائپ میں خالص کمیت کے بہاؤ کی شرح صفر ہے اور پائپ کے اندر کمیت مستقل رہتی ہے۔

تسلسل کی مساوات سیال میکانیات میں ایک بنیادی اصول ہے جو کمیت کے تحفظ کو بیان کرتی ہے۔ اس کا استعمال ایپلی کیشنز کی ایک وسیع قسم میں کیا جاتا ہے، بشمول سیال حرکیات، حرارت کی منتقلی، کمیت کی منتقلی، کیمیائی تعاملات، اور ماحولیاتی ماڈلنگ۔

سیال کی توانائی#

سیال، مائع اور گیس دونوں، اپنی حرکت اور اندرونی خصوصیات کی وجہ سے توانائی رکھتے ہیں۔ سیالوں کی توانائی کو سمجھنا مختلف شعبوں میں اہم ہے، بشمول سیال میکانیات، حرحرکیات، اور انجینئرنگ۔ یہ مضمون سیالوں سے منسلک توانائی کی مختلف شکلوں اور ان کی اہمیت کو دریافت کرتا ہے۔

اندرونی توانائی#

سیال کی اندرونی توانائی اس کے مالیکیولز کی بے ترتیب حرکت اور تعاملات سے منسلک توانائی ہے۔ یہ سیال کے اندر موجود خردبینی توانائی کی پیمائش ہے اور درجہ حرارت، دباؤ، اور سالماتی ساخت جیسے عوامل پر منحصر ہے۔ سیال کی اندرونی توانائی کو اسے گرم کر کے، دبا کر، یا کیمیائی تعاملات کے ذریعے توانائی شامل کر کے بڑھایا جا سکتا ہے۔

حرکی توانائی#

حرکی توانائی وہ توانائی ہے جو سیال اپنی حرکت کی وجہ سے رکھتا ہے۔ یہ براہ راست سیال کی کمیت اور اس کی رفتار کے مربع کے متناسب ہوتی ہے۔ سیال کی حرکی توانائی اعلی رفتار کے بہاؤ میں اہم ہو سکتی ہے، جیسے پائپ لائنز یا جٹ انجنز میں۔

ممکنہ توانائی#

ممکنہ توانائی وہ توانائی ہے جو سیال ایک حوالہ نقطے کے نسبت اپنی پوزیشن یا بلندی کی وجہ سے رکھتا ہے۔ مائعات کے معاملے میں، ممکنہ توانائی بنیادی طور پر ان کی اونچائی یا گہرائی سے منسلک ہوتی ہے۔ گیسوں کے لیے، ممکنہ توانائی ان کے دباؤ اور کثافت سے متعلق ہوتی ہے۔ سیال کی ممکنہ توانائی کو مختلف ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے ہائیڈرو الیکٹرک پاور جنریشن۔

کل توانائی#

سیال کی کل توانائی اس کی اندرونی توانائی، حرکی توانائی، اور ممکنہ توانائی کا مجموعہ ہے۔ یہ سیال سسٹم کے اندر موجود توانائی کی کل مقدار کی نمائندگی کرتی ہے۔ توانائی کے تحفظ کا اصول کہتا ہے کہ بند سیال سسٹم کی کل توانائی مستقل رہتی ہے، حالانکہ یہ مختلف شکلوں کے درمیان منتقل یا تبدیل ہو سکتی ہے۔

برنولی کا نظریہ#

برنولی کا نظریہ سیال حرکیات میں ایک بنیادی اصول ہے جو سیال کی رفتار، دباؤ، اور اونچائی کے درمیان تعلق کو بیان کرتا ہے۔ یہ کہتا ہے کہ جیسے جیسے سیال کی رفتار بڑھتی ہے، سیال کے ذریعے لگایا گیا دباؤ کم ہو جاتا ہے۔ یہ اصول سیال میکانیات میں بہت سے مظاہر کو سمجھنے کے لیے ضروری ہے، جیسے ہوائی جہاز کے پر پر لفٹ اور وینچوری ٹیوب کا آپریشن۔

برنولی کے نظریے کی مفروضے#

برنولی کا نظریہ درج ذیل مفروضات پر مبنی ہے:

• سیال ناقابل دباؤ ہے، یعنی اس کی کثافت تبدیل نہیں ہوتی۔
• سیال غیر لزج ہے، یعنی اس میں کوئی لزوجت نہیں ہے۔
• بہاؤ مستحکم ہے، یعنی سیال کی رفتار وقت کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتی۔
• بہاؤ غیر گردشی ہے، یعنی سیال گردش نہیں کرتا۔

برنولی کے نظریے کی مساوات#

برنولی کے نظریے کی مساوات یہ ہے:

$$ P + ½ρv² + ρgy = constant $$

جہاں:

• P سیال کا دباؤ ہے۔
• ρ سیال کی کثافت ہے۔
• v سیال کی رفتار ہے۔
• g کشش ثقل کی وجہ سے شتاب ہے۔
• y سیال کی اونچائی ہے۔

برنولی کا نظریہ سیال حرکیات میں ایک بنیادی اصول ہے جس کی انجینئرنگ اور سائنس میں بہت سی ایپلی کیشنز ہیں۔ یہ سیالوں کے رویے کو سمجھنے اور ایسے آلات ڈیزائن کرنے کے لیے ایک طاقتور آلہ ہے جو سیال استعمال کرتے ہیں۔

لزوجت کا ضابطہ#

لزوجت سیال کے بہاؤ کے خلاف مزاحمت کی پیمائش ہے۔ اسے کتراؤ تناؤ اور رفتار میلان کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ سادہ الفاظ میں، یہ سیال کی موٹائی ہے۔ لزوجت جتنی زیادہ ہوگی، سیال اتنا ہی گاڑھا ہوگا۔

لزوجت کی اقسام#

لزوجت کی دو اقسام ہیں:

• حرکی لزوجت کسی سیال کی بہاؤ کے خلاف مزاحمت ہے جب اس پر کتراؤ قوت لگائی جاتی ہے۔ اسے پوائز (P) یا پاسکل سیکنڈ (Pa·s) میں ناپا جاتا ہے۔
• حرکاتی لزوجت حرکی لزوجت اور کثافت کا تناسب ہے۔ اسے اسٹوکس (St) یا مربع میٹر فی سیکنڈ (m²/s) میں ناپا جاتا ہے۔

لزوجت کو متاثر کرنے والے عوامل#

سیال کی لزوجت کئی عوامل سے متاثر ہوتی ہے، بشمول:

• درجہ حرارت: درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ لزوجت کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سیال میں مالیکیولز زیادہ درجہ حرارت پر تیزی سے حرکت کرتے ہیں، جس سے ان کے لیے ایک دوسرے کے پاس سے بہنا آسان ہو جاتا ہے۔
• دباؤ: دباؤ بڑھنے کے ساتھ لزوجت بڑھتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سیال میں مالیکیولز زیادہ دباؤ پر ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں، جس سے ان کے لیے ایک دوسرے کے پاس سے بہنا مشکل ہو جاتا ہے۔
• ترکیب: سیال کی لزوجت اس کی ترکیب سے بھی متاثر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، پانی کی لزوجت تیل کی لزوجت سے کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ پانی میں مالیکیولز تیل کے مالیکیولز سے چھوٹے اور زیادہ قطبی ہوتے ہیں۔

لزوجت سیالوں کی ایک بنیادی خصوصیت ہے جس کی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہے۔ لزوجت کو متاثر کرنے والے عوامل کو سمجھ کر، ہم اپنی روزمرہ زندگی میں سیالوں کو بہتر کنٹرول اور استعمال کر سکتے ہیں۔

اسٹوک کا قانون#

اسٹوک کا قانون کم رینالڈز نمبرز پر لزج سیال میں ایک کروی ذرے کی حرکت کو بیان کرتا ہے۔ یہ کہتا ہے کہ کروی ذرے پر کام کرنے والی لزج کھینچنے والی قوت براہ راست ذرے کے رداس، سیال کی لزوجت، اور ذرے کی آخری رفتار کے متناسب ہوتی ہے۔

ریاضیاتی تشکیل#

اسٹوک کے قانون کی ریاضیاتی تشکیل یہ