Rozdíl mezi povrchovým napětím a viskozitou

Povrchové napětí vs. viskozita

Viskozita a povrchové napětí jsou dva velmi důležité jevy týkající se mechaniky a statiky tekutin. Důsledky těchto jevů jsou ovlivněny pole, jako je hydrodynamika, aerodynamika a dokonce i letectví. V těchto oborech je nezbytné mít dobré znalosti v těchto jevech. Tento článek porovná viskozitu a povrchové napětí a uvede rozdíly mezi nimi.

Co je povrchové napětí?

Zvažte homogenní kapalinu. Každá molekula ve středních částech kapaliny bude mít přesně stejné množství síly, která ji přitáhne na každou stranu. Okolní molekuly tahají centrální molekulu jednotně ve všech směrech. Nyní zvažte povrchovou molekulu. Má pouze síly, které na ni působí směrem k tekutině. Lepivé síly vzduch - kapalina nejsou ani zdaleka tak silné jako kohezivní síly kapalina - kapalina. Proto se povrchové molekuly přitahují směrem ke středu kapaliny a vytvářejí zabalenou vrstvu molekul. Tato povrchová vrstva molekul působí jako tekutý film. Pokud vezmeme příklad vodního strunu v reálném životě, použije tento tenký film k umístění na povrch vody. Sklouzne po této vrstvě. Pokud to není pro tuto vrstvu, okamžitě by se utopila. Povrchové napětí je definováno jako síla rovnoběžná s povrchem kolmá k linii délky jednotky nakreslené na povrchu. Jednotkami povrchového napětí jsou Nm^-1. Povrchové napětí je také definováno jako energie na jednotku plochy. To také dává povrchovému napětí novou jednotku Jm^-2. Povrchové napětí, ke kterému dochází mezi dvěma nemísitelnými tekutinami, se nazývá mezifázové napětí.

Co je to viskozita?

Viskozita je definována jako míra odporu tekutiny, která je deformována buď střihovým nebo tahovým napětím. Obecněji řečeno, viskozita je „vnitřní tření“ tekutiny. Nazývá se to také tloušťka tekutiny. Viskozita je jednoduše tření mezi dvěma vrstvami tekutiny, když se obě vrstvy pohybují vůči sobě navzájem. Sir Isaac Newton byl průkopníkem mechaniky tekutin. Předpokládal, že pro newtonovskou tekutinu je smykové napětí mezi vrstvami úměrné gradientu rychlosti ve směru kolmém na vrstvy. Zde použitá proporcionální konstanta (faktor proporcionality) je viskozita kapaliny. Viskozita je obvykle označena řeckým písmenem „µ“. Viskozita kapaliny může být měřena pomocí viskozimetrů a reometrů. Jednotkami viskozity jsou Pascal-sekundy (nebo Nm^-2s). Systém cgs používá k měření viskozity jednotku „poise“ pojmenovanou po Jean Louis Marie Poiseuille. Viskozita kapaliny může být také měřena několika experimenty. Viskozita kapaliny závisí na teplotě. S rostoucí teplotou se viskozita snižuje.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskozitní rovnice a modely jsou pro nenewtonské tekutiny velmi složité.