Diferența dintre tensiunea de suprafață și viscozitate

Supratensiunea vs. Viscozitate

Vâscozitatea și tensiunea superficială sunt două fenomene foarte importante în ceea ce privește mecanica și statica lichidelor. Domeniile cum ar fi hidrodinamica, aerodinamica si chiar aviatia sunt afectate de consecintele acestor fenomene. Este vital să avem o cunoaștere solidă în aceste fenomene pentru a excela în astfel de domenii. Acest articol va compara viscozitatea și tensiunea superficială și va prezenta diferențele dintre cele două.

Ce este Tensiunea de suprafață?

Luați în considerare un lichid omogen. Fiecare moleculă din părțile centrale ale lichidului va avea exact aceeași cantitate de forță care o trage de fiecare parte. Moleculele înconjurătoare trag moleculele centrale uniform în fiecare direcție. Acum ia în considerare o moleculă de suprafață. Are doar forțe care acționează asupra ei spre lichid. Forțele adezivă aer-lichid nu sunt nici măcar la fel de puternice ca forțele coezive lichid-lichid. Prin urmare, moleculele de suprafață sunt atrase spre centrul lichidului, creând un strat de molecule ambalate. Acest strat de suprafață de molecule acționează ca un film subțire pe lichid. Dacă luăm exemplul real al vieții, folosim acest film subțire pentru a se pune pe suprafața apei. Se alunecă pe acest strat. Dacă nu este pentru acest strat, ar fi înecat imediat. Tensiunea de suprafață este definită ca forța paralelă cu suprafața perpendiculară pe linia de lungime a unității trasată pe suprafață. Unitățile de tensiune superficială sunt Nm^-1. Tensiunea de suprafață este, de asemenea, definită ca energie pe unitatea de suprafață. Acest lucru conferă de asemenea tensiunii de suprafață o nouă unitate Jm^-2. Tensiunea de suprafață, care se produce între două fluide nemiscibile, este cunoscută drept tensiunea interfacială.

Ce este Viscozitatea?

Viscozitatea este definită ca o măsură a rezistenței unui fluid, care este deformat fie prin tensiune la forfecare, fie prin tensiune de întindere. Cuvinte mai frecvente, vâscozitatea este "frecare internă" a unui fluid. Se mai numește și grosimea unui fluid. Viscozitatea este pur și simplu fricțiunea dintre două straturi ale unui fluid când cele două straturi se deplasează unul față de celălalt. Sir Isaac Newton a fost un pionier în mecanica fluidelor. El a postulat că, pentru un fluid Newtonian, forța de forfecare între straturi este proporțională cu gradientul de viteză în direcția perpendiculară pe straturi. Constanta proporțională (factorul de proporționalitate) folosită aici este vâscozitatea fluidului. Viscozitatea este de obicei marcată cu litera greacă "μ". Viscozitatea unui fluid poate fi măsurată utilizând vâscozimetrele și reometrele. Unitățile de vâscozitate sunt Pascal-secunde (sau Nm^-2s). Sistemul cgs utilizează unitatea "poise" numită după Jean Louis Marie Poiseuille pentru a măsura vâscozitatea. Viscozitatea unui fluid poate fi, de asemenea, măsurată prin mai multe experimente. Viscozitatea unui lichid depinde de temperatură. Viscozitatea scade odată cu creșterea temperaturii.

τ = μ ∂u / ∂y

Ecuațiile și modelele de vâscozitate sunt foarte complexe pentru fluidele non-newtoniene.