विस्मयकारकता

द्रव आणि वायू यांसारख्या विविध प्रकारच्या पदार्थांमध्ये श्यानतेची पातळी वेगवेगळी असते. श्यानता म्हणजे द्रव बनवणाऱ्या रेणूंमधील घर्षण होय. त्यामुळे, जेव्हा द्रव वाहतो, तेव्हा रेणूंमुळे द्रव घर्षण निर्माण होते. द्रवांमध्ये, श्यानता ही संसंजन बलांमुळे (समान रेणूंमधील खेचणारी शक्ती) निर्माण होते. तर वायू पदार्थांमध्ये, श्यानता ही रेणूंमधील टक्करांमुळे निर्माण होते.

द्रव पदार्थ सहजपणे वाहतात, उदाहरणार्थ, पाणी. याउलट, घट्ट द्रव पदार्थ वाहण्यास अधिक कठीण असतात, उदाहरणार्थ, वंगण. तुम्ही एका कललेल्या पृष्ठभागावर पाणी आणि वंगण ओतून हे सिद्ध करू शकता. पाणी तेलापेक्षा वेगाने वाहते. द्रवाची स्निग्धता तापमानावरही अवलंबून असते. द्रवाचे तापमान जितके जास्त असते, तितका तो द्रव कमी स्निग्ध असतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा एखादी आई स्वयंपाकघरात मासे तळते, तेव्हा सुरुवातीला घट्ट झालेले खाद्यतेल गरम झाल्यावर अधिक द्रव होते. याउलट, वायू पदार्थाचे तापमान जितके जास्त असते, तितका तो वायू पदार्थ अधिक घट्ट असतो.

श्यानता गुणांक

η हे चिन्ह द्रवाची श्यानता (इटा) दर्शवते. η = श्यानता गुणांक. म्हणून, द्रवाची श्यानता पातळी त्या द्रवाच्या श्यानता गुणांकाद्वारे व्यक्त केली जाते.

दोन पट्ट्यांच्या मध्ये द्रवाचा एक पातळ थर ठेवला जातो. संसंजन (Cohesion) हे समान रेणूंमधील एक आकर्षक बल आहे, तर आसंजन (Adhesion) हे भिन्न रेणूंमधील एक आकर्षक बल आहे. आसंजन बल पट्टी आणि पट्टीला चिकटलेल्या द्रवाच्या थरामध्ये कार्य करते (द्रवाचे रेणू आणि पट्टीचे रेणू एकमेकांना आकर्षित करतात). तर, संसंजन बल द्रवाच्या पटलांमध्ये कार्य करते (द्रवाचे रेणू एकमेकांना आकर्षित करतात).

सुरुवातीला, प्लेट आणि द्रवाचा थर स्थिर असतात (आकृती १). त्यानंतर, वरची प्लेट उजवीकडे ओढली जाते (आकृती २). खालच्या प्लेट्स ओढल्या जात नाहीत (खालची प्लेट स्थिर असते). ओढणाऱ्या बलाचे प्रमाण अशा प्रकारे ठरवले जाते की, वरची प्लेट स्थिर गतीने (v स्थिर) उजवीकडे सरकते. प्लेटची कडा आणि प्लेटला चिकटलेल्या द्रवाच्या भागामध्ये आसंजन बल कार्यरत असल्यामुळे, प्लेटच्या खालील द्रवदेखील उजवीकडे सरकतो. द्रवाच्या रेणूंमध्ये संसक्ती बल असल्यामुळे, उजवीकडे सरकणारा द्रव तळाशी असलेल्या द्रवाला ओढतो.

द्रवाचा वरचा भाग खालच्या द्रवाला उजवीकडे खेचतो.

तर द्रवाचा तळाशी असलेला भाग वरच्या द्रवाला धरून ठेवतो, त्यामुळे द्रवाचा प्रवाह दर बदलतो. वरचा द्रव जास्त (v) दराने वाहतो, तळाशी असलेला द्रव कमी v दराने वाहतो, आणि असेच पुढे. म्हणून, खाली जितका v, तितका कमी. दुसऱ्या शब्दांत, द्रवाच्या थराचा वेग l पर्यंत वरपासून खालपर्यंत नियमितपणे बदलतो.

द्रव थराच्या वेगातील बदल (v) भागिले बदलाचे अंतर (l) = v / l. V/l ला वेग प्रवणता (speed gradient) म्हणतात. वरच्या बाजूला असलेल्या प्लेट्स एका खेचणाऱ्या बलामुळे (F) हलू शकतात. काही विशिष्ट द्रवांसाठी, आवश्यक असलेले आकर्षणाचे प्रमाण हे प्लेटला चिकटलेल्या द्रवाच्या क्षेत्रफळाशी (A), द्रवाच्या प्रवाह दराशी (v) समप्रमाणात आणि अंतर l शी व्यस्तप्रमाणात असते. गणितानुसार, ते खालीलप्रमाणे लिहिले जाऊ शकते:

पूर्वी असे स्पष्ट केले होते की, पातळ द्रव सहसा सहज वाहतो, तर दाट द्रव वाहणे अधिक कठीण असते. श्यानता गुणांक द्रवाच्या श्यानतेची पातळी दर्शवतो. जर द्रव दाट असेल, तर आवश्यक असलेले ताण बल देखील जास्त असते. अशा परिस्थितीत, ताण बल हे श्यानता गुणांकाच्या समप्रमाणात असते. गणितानुसार ते खालीलप्रमाणे लिहिता येते:

η = श्यानता गुणांक, F = बल, l = अंतर, A = पृष्ठभाग क्षेत्रफळ, v = वेग, ∝ = तुलना

श्यानता गुणांकाचे आंतरराष्ट्रीय प्रणाली एकक (SI) Ns/m² = Pa.s (पास्कल सेकंद) आहे ^. श्यानता गुणांकाचे CGS एकक (सेंटिमीटर ग्रॅम सेकंद) dyn.s/cm² = पॉईज (P) आहे ^. श्यानता अनेकदा सेंटिपॉईज (cP) मध्ये देखील व्यक्त केली जाते. १ cP = १/१०० P. पॉईज हे एकक जीन लुई मारी पॉईझॉय (उच्चार: प्वा-झू-यु) या फ्रेंच शास्त्रज्ञाच्या सन्मानार्थ वापरले जाते.

1 पॉईज = 1 डायनॅमिक सेकंद/सेमी² ⁼ 10⁻¹ ^{न्यूटन} / ^मी²