Viskoznost

Tekočine, tako tekoče kot plinaste snovi različnih vrst, imajo različne stopnje viskoznosti. Viskoznost je trenje med molekulami, ki sestavljajo tekočino. Molekule torej ustvarjajo trenje med tekočino, ko ta teče. V tekočinah viskoznost povzročajo kohezijske sile (vlečne sile med podobnimi molekulami), medtem ko viskoznost v plinastih snoveh povzročajo trki med molekulami.

Tekoče tekočine lažje tečejo, na primer voda. Nasprotno pa goste tekočine težje tečejo, na primer mazivo. To lahko dokažete tako, da vodo in mazivo zlijete na nagnjeno površino. Voda teče hitreje kot olje. Stopnja viskoznosti tekočine je odvisna tudi od temperature. Višja kot je temperatura tekočine, manj viskozna je. Na primer, ko mama v kuhinji ocvre ribo, olje za kuhanje, ki se sprva zgosti, postane bolj tekoče, ko se segreje. Nasprotno pa, višja kot je temperatura plinaste snovi, gostejša je plinasta snov.

Koeficient viskoznosti

Viskoznost 1Simbol η simbolizira viskoznost tekočine (beri: eta). η = koeficient viskoznosti. Stopnja viskoznosti tekočine je torej izražena s koeficientom viskoznosti tekočine.

Glej tudi  Enačba kontinuitete

Med dvema ploščama je tanka plast tekočine. Kohezija je privlačna sila med podobnima molekulama, adhezija pa sila privlačnosti med različnimi molekulami. Adhezijske sile delujejo med ploščo in plastjo tekočine, ki je pritrjena na ploščo (molekule tekočine in molekule plošče se privlačijo). Medtem kohezijske sile delujejo med tekočimi membranami (molekule tekočine se privlačijo).

Viskoznost 2Sprva plošča in plast tekočine mirujeta (slika 1). Nato se plošča na vrhu potegne v desno (slika 2). Plošče na dnu se ne vlečejo (spodnja plošča miruje). Velikost vlečne sile je razporejena tako, da se plošča na vrhu premakne v desno s konstantno hitrostjo (v konstantno). Ker med robom plošče in delom tekočine, ki je pritrjen na ploščo, deluje adhezijska sila, se tudi tekočina pod ploščo premakne v desno. Ker obstaja kohezijska sila med molekulami tekočine, tekočina, ki se premika v desno, vleče tekočino, ki je na dnu.

Glej tudi  Kratkovidnost

Del tekočine, ki je na vrhu, potegne tekočino na dnu, da se premakne v desno,

medtem ko del tekočine na dnu zadržuje tekočino na vrhu, zato se hitrost tekočine spreminja. Del tekočine, ki je na vrhu, se giblje z večjo hitrostjo (v), tekočina na dnu se giblje z manjšo hitrostjo v in tako naprej. Torej, nižje kot je v, manjše je. Z drugimi besedami, hitrost plasti tekočine se redno spreminja od zgoraj navzdol do l.

Sprememba hitrosti plasti tekočine (v), deljena z razdaljo spremembe (l), = v / l. V/l je znan kot gradient hitrosti. Plošče, ki so na vrhu, se lahko premikajo zaradi vlečne sile (F). Pri nekaterih tekočinah je potrebna količina privlačnosti neposredno sorazmerna s površino tekočine, pritrjene na ploščo (A), hitrostjo tekočine (v) in obratno sorazmerna z razdaljo l. Matematično lahko to zapišemo takole:

Glej tudi  Prenos toplote s konvekcijo

Viskoznost 3

Prej je bilo pojasnjeno, da redkejša tekočina običajno lažje teče, medtem ko gostejša tekočina teče težje. Koeficient viskoznosti izraža stopnjo viskoznosti tekočine. Če je tekočina gostejša, je potrebna natezna sila tudi večja. V tem primeru je natezna sila neposredno sorazmerna s koeficientom viskoznosti. Matematično lahko to zapišemo na naslednji način:

Viskoznost 4

η = koeficient viskoznosti, F = sila, l = razdalja, A = površina, v = hitrost, ∝ = primerjava

Mednarodni sistem enot (SI) za koeficient viskoznosti je Ns/m2 = Pa.s (pascal sekunda). Enota CGS (centimetri gram sekunda) za koeficient viskoznosti je dyn.s/cm2 = poise (P). Viskoznost se pogosto izraža tudi v centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Enota poise se uporablja v čast francoskemu znanstveniku Jeanu Louisu Marie Poiseuilleu (beri: pwa-zoo-yuh).

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

Viskoznost 5

Viskoznost 6

Viskoznost 7

Pustite komentar