Seigja

Vökvar, bæði fljótandi og gaskenndir efni af mismunandi gerðum, hafa mismunandi seigju. Seigja er núningur milli sameindanna sem mynda vökva. Þess vegna mynda sameindirnar núning þegar vökvinn rennur. Í vökvum er seigjan af völdum samloðunarkrafta (togkrafta milli svipaðra sameinda). En í gaskenndum efnum er seigjan af völdum árekstra milli sameinda.

Fljótandi vökvi á auðveldara með að flæða, til dæmis vatn. Þykkur vökvi á hins vegar erfiðara með að flæða, til dæmis smurefni. Þú getur sannað þetta með því að hella vatni og smurefni á hallandi yfirborð. Vatn rennur hraðar en olía. Seigja vökvans fer einnig eftir hitastigi. Því hærra sem hitastig vökvans er, því minna seigfljótandi er hann. Til dæmis, þegar móðir steikir fisk í eldhúsinu, verður matarolía, sem upphaflega þykknar, fljótandi þegar hún er hituð. Hins vegar, því hærra sem hitastig gasefnis er, því þykkara er gasefnið.

Seigjustuðull

Seigja 1Táknið η táknar seigju vökvans (lesist: eta). η = seigjustuðullinn. Því er seigjustig vökvans táknað með seigjustuðli vökvans.

Þunnt vökvalag er sett á milli tveggja platna. Samloðunarkraftur er aðdráttarkraftur milli svipaðra sameinda, en viðloðun er aðdráttarkraftur milli ólíkra sameinda. Viðloðunarkraftar virka á milli plötunnar og vökvalagsins sem er fest við plötuna (vökvasameindir og plötusameindir dragast að hvor annarri). Á sama tíma virka samloðunarkraftar á milli vökvahimna (vökvi dregur að sér sameindir hver aðra).

Seigja 2Í fyrstu eru platan og vökvalagið í kyrrstöðu (mynd 1). Því næst er platan efst dregin til hægri (mynd 2). Plöturnar neðst togast ekki (neðsta platan er í kyrrstöðu). Stærð togkraftsins er þannig raðað að platan efst færist til hægri með jöfnum hraða (v fasti). Vegna þess að viðloðunarkraftur verkar á milli brúnar plötunnar og þess hluta vökvans sem er festur við plötuna, færist vökvinn fyrir neðan plötuna einnig til hægri. Vegna þess að samloðunarkraftur er milli vökvasameinda, togar vökvinn sem færist til hægri í vökvann sem er neðst.

Sá hluti vökvans sem er efst togar í vökvann neðst og færist til hægri,

En sá hluti vökvans sem er neðst heldur vökvanum fyrir ofan, þannig að hraði vökvans er breytilegur. Sá hluti vökvans sem er efst hreyfist með meiri hraða (v), vökvinn neðst hreyfist með minni v, og svo framvegis. Því neðar sem v er, því minni. Með öðrum orðum, hraði vökvalagsins breytist reglulega frá toppi til botns allt að l.

Breytingar á hraða vökvalagsins (v) deilt með fjarlægð breytingarinnar (l) = v / l. V/l er þekkt sem hraðahalli. Plötur sem eru efst geta hreyfst vegna þess að það er togkraftur (F). Fyrir ákveðna vökva er magn aðdráttaraflsins sem þarf í réttu hlutfalli við flatarmál vökvans sem er festur við plötuna (A), hraða vökvans (v) og í öfugu hlutfalli við fjarlægðina l. Stærðfræðilega má rita það á eftirfarandi hátt:

Seigja 3

Áður var útskýrt að þynnri vökvi er yfirleitt auðveldari í flæði en þykkari vökvi er erfiðari í flæði. Seigjustuðullinn lýsir seigjustigi vökvans. Ef vökvinn er þykkari er togkrafturinn sem þarf einnig meiri. Í þessu tilfelli er togkrafturinn í réttu hlutfalli við seigjustuðulinn. Stærðfræðilega má rita hann á eftirfarandi hátt:

Seigja 4

η = seigjustuðull, F = kraftur, l = vegalengd, A = yfirborðsflatarmál, v = hraði, ∝ = samanburður

Alþjóðlega kerfiseiningin (SI) fyrir seigjustuðul er Ns/m² = Pa.s (pascal sekúnda). CGS-einingin (sentimeterar grammasekúnda) fyrir seigjustuðulinn er dyn.s/cm² = jafnvægisstuðull (P). Seigja er einnig oft gefin upp í centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Jöfnunareiningin er notuð til heiðurs franska vísindamanninum Jean Louis Marie Poiseuille (lesist: pwa-zoo-yuh).

1 jafnvægi = 1 dyn. s/cm² = 10⁻⁴ -1 Ns/ m²

Seigja 5

Seigja 6

Seigja 7

Leyfi a Athugasemd