Kelikatan

Bendalir, baik cecair mahupun gas, mempunyai darjah kelikatan yang berbeza-beza. Kelikatan pada asasnya ialah daya geseran antara molekul yang membentuk bendalir. Molekul yang membentuk bendalir bergesel antara satu sama lain semasa ia mengalir. Dalam cecair, kelikatan disebabkan oleh kohesi (tarikan antara molekul yang serupa). Dalam gas, kelikatan disebabkan oleh perlanggaran antara molekul.

Cecair cecair biasanya mengalir dengan lebih mudah, contohnya air. Sebaliknya, cecair yang lebih pekat lebih sukar untuk mengalir, contohnya minyak masak, minyak, madu, dan sebagainya. Anda boleh membuktikannya dengan menuang air dan minyak masak di atas lantai yang condong. Air pasti akan mengalir lebih cepat daripada minyak masak atau minyak. Kelikatan cecair juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu cecair, semakin kurang likat cecair tersebut. Contohnya, apabila seorang ibu menggoreng ikan di dapur, minyak masak yang pada mulanya pekat menjadi lebih cair apabila dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu gas, semakin likat gas tersebut.

Pekali Kelikatan

Kelikatan 1Kelikatan bendalir dilambangkan dengan simbol η (baca: eta). η = pekali kelikatan. Jadi tahap kelikatan bendalir dinyatakan oleh pekali kelikatan bendalir tersebut.

Lapisan cecair nipis diletakkan di antara dua plat. Daya lekatan ialah daya tarikan antara molekul yang sama jenis, manakala daya lekatan ialah daya tarikan antara molekul yang berbeza jenis. Daya pelekat bertindak antara plat dan lapisan cecair yang melekat pada plat (molekul cecair dan molekul plat saling menarik). Daya lekatan bertindak antara lapisan cecair (molekul cecair saling menarik).

Pada mulanya, plat dan lapisan bendalir tidak bergerak (rajah 1). Selepas itu, plat di atas ditarik ke kanan (rajah 2). Plat di bahagian bawah tidak ditarik (plat bawah tidak bergerak). Magnitud daya tegangan dilaraskan supaya plat di bahagian atas beralih ke kanan pada kelajuan malar (v adalah malar). Oleh kerana terdapat daya pelekat yang bertindak di antara tepi plat dan bahagian bendalir yang melekat pada plat, bendalir di bawah plat juga beralih ke kanan. Oleh kerana terdapat daya kohesif antara molekul bendalir, bendalir yang beralih ke kanan menarik bendalir di bawah.

Bahagian bendalir yang berada di atas menarik bendalir yang berada di bawah untuk beralih ke kanan, sebaliknya bahagian bendalir yang berada di bawah memegang bendalir yang berada di atas, jadi kelajuan bendalir berbeza-beza. Bahagian bendalir yang berada di atas bergerak pada kelajuan yang lebih besar (v), bendalir yang berada di bawah bergerak pada v yang lebih kecil, dan begitulah seterusnya. Jadi semakin rendah v, semakin kecil ia. Dalam erti kata lain, halaju lapisan bendalir berubah secara tetap dari atas ke bawah sejauh l.

Perubahan halaju lapisan bendalir (v) dibahagikan dengan jarak perubahan berlaku (l) = v/l. V/l dikenali sebagai kecerunan halaju. Plat di atas boleh bergerak kerana daya tegangan (F). Bagi bendalir tertentu, magnitud daya tegangan yang diperlukan adalah berkadar terus dengan luas bendalir yang melekat pada plat (A), halaju bendalir (v) dan berkadar songsang dengan jarak l. Secara matematik, ia boleh ditulis seperti berikut:

Kelikatan 2

Formula pekali kelikatan

Sebelum ini, telah dijelaskan bahawa bendalir yang lebih nipis biasanya mengalir dengan lebih mudah, manakala bendalir yang lebih tebal lebih sukar mengalir. Kelikatan bendalir dinyatakan oleh pekali kelikatannya. Lebih tebal bendalir, lebih besar daya tegangan yang diperlukan. Dalam kes ini, daya tegangan adalah berkadar terus dengan pekali kelikatan. Secara matematik, ini boleh ditulis seperti berikut:

Kelikatan 3

Penerangan:

η = Pekali kelikatan

F = Daya

l = Jarak

A = Luas permukaan

v = Kelajuan

∝ = berkadar

Sistem Unit Antarabangsa (SI) untuk pekali kelikatan ialah Ns/m2 = Pa.s (pascal second). Unit CGS (sentimeter gram second) untuk pekali kelikatan ialah dyn.s/cm2 = poise (P). Kelikatan juga sering dinyatakan dalam sentipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Unit poise digunakan untuk memperingati saintis Perancis, mendiang Jean Louis Marie Poiseuille (disebut: pwa-zoo-yuh).

1 poise = 1 dyn.s/cm2 = 10 -1 Ns/ m2

Kelikatan 4

Tinggalkan komen