Viskoossus

Vedelikel, nii vedelatel kui ka gaasilistel, on erinev viskoossusaste. Viskoossus on sisuliselt hõõrdejõud vedeliku molekulide vahel. Vedeliku molekulid hõõrduvad voolamisel üksteise vastu. Vedelikes põhjustab viskoossus kohesiooni (sarnaste molekulide vahelise ligitõmbavuse). Gaasides põhjustab viskoossus molekulide kokkupõrkeid.

Vedelad vedelikud voolavad tavaliselt kergemini, näiteks vesi. Seevastu paksemaid vedelikke on raskem voolata, näiteks toiduõli, õli, mesi jne. Seda saab tõestada, valades vett ja toiduõli kaldpõrandale. Vesi voolab kindlasti kiiremini kui toiduõli või õli. Vedeliku viskoossus sõltub ka temperatuurist. Mida kõrgem on vedeliku temperatuur, seda vähem viskoosne on vedelik. Näiteks kui ema praadib köögis kala, muutub algselt paks toiduõli kuumutamisel vedelamaks. Seevastu, mida kõrgem on gaasi temperatuur, seda viskoossemaks gaas muutub.

LOE KA  Jõu ja kogujõu / resultantjõu mõistmine

Viskoossuskoefitsient

Viskoossus 1Vedeliku viskoossust sümboliseerib sümbol η (loe: eta). η = viskoossuskoefitsient. Seega vedeliku viskoossuse taset väljendatakse vedeliku viskoossuskoefitsiendiga.

Kahe plaadi vahele asetatakse õhuke vedelikukiht. Kohesioon on sama tüüpi molekulide vaheline tõmbejõud, adhesioon aga erinevat tüüpi molekulide vaheline tõmbejõud. Adhesioonijõud toimib plaadi ja plaadiga kinnitatud vedelikukihi vahel (vedeliku molekulid ja plaadi molekulid tõmbuvad üksteist). Kohesioonijõud toimib vedeliku kihtide vahel (vedeliku molekulid tõmbuvad üksteist).

Alguses on plaat ja vedelikukiht paigal (joonis 1). Seejärel tõmmatakse ülemist plaati paremale (joonis 2). Alumist plaati ei tõmmata (alumine plaat on paigal). Tõmbejõu suurust reguleeritakse nii, et ülemine plaat nihkub paremale konstantse kiirusega (v on konstantne). Kuna plaadi serva ja plaadiga kinnitatud vedeliku osa vahel toimib adhesioonijõud, nihkub ka plaadi all olev vedelik paremale. Kuna vedeliku molekulide vahel on kohesioonijõud, tõmbas paremale nihkunud vedelik alumist vedelikku ligi.

LOE KA  Kumer läätse pilt

Pealmine vedelikuosa tõmbab alumist vedelikku paremale nihutades, vastupidiselt hoiab alumine vedelikuosa pealmist vedelikku endas, seega vedeliku kiirus varieerub. Pealmine vedelikuosa liigub suurema kiirusega (v), alumine vedelik liigub väiksema kiirusega (v) jne. Seega, mida madalam on v, seda väiksem see on. Teisisõnu, vedelikukihi kiirus muutub regulaarselt ülevalt alla kuni l-ni.

Vedelikukihi kiiruse muutus (v) jagatud kaugusega, mille ulatuses muutus toimub (l) = v/l. V/l on tuntud kui kiirusgradient. Pealmine plaat saab liikuda tõmbejõu (F) tõttu. Konkreetse vedeliku puhul on vajaliku tõmbejõu suurus otseselt proportsionaalne plaadile kinnitatud vedeliku pindalaga (A), vedeliku kiirusega (v) ja pöördvõrdeline kaugusega l. Matemaatiliselt saab seda kirjutada järgmiselt:

LOE KA  Näide kaldpinnaga seotud küsimustest põhikooli jaoks

Viskoossus 2

Viskoossuskoefitsiendi valem

Varem selgitati, et vedelamad vedelikud voolavad tavaliselt kergemini, samas kui paksemad vedelikud voolavad raskemini. Vedeliku viskoossust väljendatakse selle viskoossuskoefitsiendiga. Mida paksem on vedelik, seda suurem on vajalik tõmbejõud. Sel juhul on tõmbejõud otseselt proportsionaalne viskoossuskoefitsiendiga. Matemaatiliselt saab seda kirjutada järgmiselt:

Viskoossus 3

Teave:

η = viskoossuskoefitsient

F = Jõud

l = Kaugus

A = Pindala

v = Kiirus

= võrreldav

Viskoossuskoefitsiendi rahvusvaheline ühikute süsteem (SI) on Ns/m2 = Pa.s (paskalsekund). Viskoossuskordaja CGS-ühik (sentimeetergrammsekund) on dün.s/cm2 = poise (P). Viskoossust väljendatakse sageli ka sentipoisides (cP). 1 cP = 1/100 P. Poise'i ühikut kasutatakse prantsuse teadlase, kadunud Jean Louis Marie Poiseuille'i (hääldatakse: pwa-zoo-yuh) mälestuseks.

1 poise = 1 dün·s/cm2 = 10-1 Ns/m2

Viskoossus 4

Jäta kommentaar