Overflatespenning vs viskositet
Viskositet og overflatespenning er to veldig viktige fenomener når det gjelder mekanikken og statikken til væsker. Felt som hydrodynamikk, aerodynamikk og til og med luftfart påvirkes av konsekvensene av disse fenomenene. Det er viktig å ha god kunnskap i disse fenomenene for å utmerke seg på slike felt. Denne artikkelen vil sammenligne viskositet og overflatespenning og presentere forskjellene mellom de to.
Hva er Surface Tension?
Vurder en homogen væske. Hvert molekyl i sentrale deler av væsken vil ha nøyaktig samme kraft som trekker det til hver side. De omkringliggende molekylene trekker det sentrale molekylet jevnt i alle retninger. Vurder nå et overflatemolekyl. Den har bare krefter som virker på den mot væsken. Luft-væske limkreftene er ikke engang så sterke som væske-væske kohesjonskreftene. Derfor tiltrekkes overflatemolekylene mot sentrum av væsken, og skaper et pakket lag med molekyler. Dette overflatelaget av molekyler fungerer som en tynn film på væsken. Hvis vi tar det virkelige livseksemplet til vannstrideren, bruker den denne tynne filmen til å plassere seg på vannoverflaten. Den glir på dette laget. Hvis det ikke er for dette laget, vil det drukne umiddelbart. Overflatespenning er definert som kraften parallell med overflaten vinkelrett på en enhetslengdelinje tegnet på overflaten. Enhetene til overflatespenning er Nm-1. Overflatespenning er også definert som energi per arealeenhet. Dette gir også overflatespenning en ny enhet Jm -2. Overflatespenning, som oppstår mellom to ikke-blandbare væsker, er kjent som grensesnittets spenning.
Hva er viskositet?
Viskositet er definert som et mål på motstanden til en væske, som blir deformert av enten skjærspenning eller strekkspenning. I mer vanlige ord er viskositet den "indre friksjonen" av en væske. Det blir også referert til som tykkelsen på en væske. Viskositet er ganske enkelt friksjonen mellom to lag av en væske når de to lagene beveger seg i forhold til hverandre. Sir Isaac Newton var en pioner innen væskemekanikk. Han postulerte at skjærspenningen mellom lagene for en Newtonsk væske er proporsjonal med hastighetsgradienten i retningen vinkelrett på lagene. Den proporsjonale konstanten (proporsjonalitetsfaktoren) som brukes her er væskens viskositet. Viskositeten er vanligvis betegnet med den greske bokstaven "µ". Viskositeten til en væske kan måles ved hjelp av viskosimeter og reometere. Enhetene med viskositet er Pascal-sekunder (eller Nm-2 s). Cgs-systemet bruker enheten "poise" oppkalt etter Jean Louis Marie Poiseuille for å måle viskositeten. Væskens viskositet kan også måles ved flere eksperimenter. Viskositeten til en væske avhenger av temperaturen. Viskositeten synker når temperaturen øker.
τ = μ ∂u / ∂y
Viskositetsligninger og modeller er veldig komplekse for ikke-newtonske væsker.
Hva er forskjellen mellom overflatespenning og viskositet?
• Overflatespenning kan betraktes som en hendelse som oppstår i væsker på grunn av de ubalanserte intermolekylære kreftene, mens viskositeten oppstår på grunn av krefter på bevegelige molekyler.
• Overflatespenning er tilstede i både bevegelige og ikke-bevegelige væsker, men viskositet vises bare i flytende væsker.
