Razlika med površinsko napetostjo in viskoznostjo

Površinska napetost proti viskoznosti

Viskoznost in površinska napetost sta dva zelo pomembna pojava mehanike in statike tekočin. Posledice teh pojavov vplivajo polja, kot so hidrodinamika, aerodinamika in celo letalstvo. Ključnega pomena je dobro poznavanje teh pojavov, da bi se na teh področjih znašli boljše. Ta članek bo primerjal viskoznost in površinsko napetost ter predstavil razlike med obema.

Kaj je površinska napetost?

Razmislite o homogeni tekočini. Vsaka molekula v osrednjih delih tekočine bo imela enako enako silo, da jo bo povlekla na vsako stran. Okoliške molekule enakomerno vlečejo osrednjo molekulo v vsako smer. Zdaj razmislite o površinski molekuli. Nanj delujejo le sile proti tekočini. Lepilne sile zrak - tekočina niso niti približno tako močne kot kohezijske sile tekočina - tekočina. Zato se površinske molekule pritegnejo proti središču tekočine, kar ustvari nabito plast molekul. Ta površinski sloj molekul deluje kot tanek film na tekočini. Če vzamemo primer resničnega življenja vodnega strgala, se s ta tankim filmom postavi na površino vode. Na tej plasti drsi. Če ne bi bilo tega sloja, bi ga takoj utonil. Površinska napetost je opredeljena kot sila, vzporedna s površino, pravokotno na črto dolžine na enoti. Enote površinske napetosti so Nm^-1. Površinska napetost je določena tudi kot energija na enoto površine. To daje tudi površinsko napetost novi enoti Jm^-2. Površinska napetost, ki nastane med dvema negibljivima tekočinama, je znana kot medfazna napetost.

Kaj je viskoznost?

Viskoznost je opredeljena kot merilo odpornosti tekočine, ki se deformira bodisi strižni ali natezni napetosti. Pogosteje rečeno, viskoznost je "notranje trenje" tekočine. Prav tako se imenuje debelina tekočine. Viskoznost je preprosto trenje med dvema slojema tekočine, ko se obe plasti premikata drug glede drugega. Sir Isaac Newton je bil pionir mehanike tekočin. Popostavil je, da je pri newtonski tekočini strižna napetost med plastmi sorazmerna z gradientom hitrosti v smeri, pravokotni na plasti. Tukaj uporabljena proporcionalna konstanta (faktor sorazmernosti) je viskoznost tekočine. Viskoznost običajno označimo z grško črko µ. Viskoznost tekočine je mogoče izmeriti z uporabo viskozimetrov in reometrov. Enote viskoznosti so Pascal-sekunde (ali Nm^-2s). Sistem cgs uporablja enoto "poise" po imenu Jean Louis Marie Poiseuille za merjenje viskoznosti. Viskoznost tekočine lahko merimo tudi z več poskusi. Viskoznost tekočine je odvisna od temperature. Viskoznost se z višanjem temperature zmanjšuje.

τ = μ ∂u / ∂y

Enačbe in modeli viskoznosti so za ne-newtonske tekočine zelo zapleteni.