Forskel mellem overfladespænding og viskositet

Overfladespænding vs viskositet

Viskositet og overfladespænding er to meget vigtige fænomener med hensyn til væskers mekanik og statik. Felter som hydrodynamik, aerodynamik og endda luftfart påvirkes af konsekvenserne af disse fænomener. Det er vigtigt at have en god viden om disse fænomener for at udmærke sig på sådanne områder. Denne artikel vil sammenligne viskositet og overfladespænding og præsentere forskellene mellem de to.

Hvad er overfladespænding?

Overvej en homogen væske. Hvert molekyle i centrale dele af væsken vil have nøjagtigt samme mængde kraft, der trækker det til hver side. De omgivende molekyler trækker det centrale molekyle ensartet i alle retninger. Overvej nu et overflademolekyle. Det har kun kræfter, der virker på den mod væsken. Klæbekræfterne med luft-væske er ikke engang så tæt som de væske-væske-klæbende kræfter. Derfor tiltrækkes overflademolekylerne mod væskens centrum og skaber et pakket lag af molekyler. Dette overfladelag af molekyler fungerer som en tynd film på væsken. Hvis vi tager det virkelige eksempel på vandstrideren, bruger den denne tynde film til at placere sig selv på overfladen af ​​vandet. Det glider på dette lag. Hvis det ikke er til dette lag, ville det drukne med det samme. Overfladespænding er defineret som den kraft, der er parallel med overfladen vinkelret på en enhedslængelinie trukket på overfladen. Enhederne for overfladespænding er Nm^-1. Overfladespænding defineres også som energi pr. Enhedsareal. Dette giver også overfladespænding en ny enhed Jm^-2. Overfladespænding, der opstår mellem to ikke-blandbare væsker, er kendt som grænsefladespændingen.

Hvad er viskositet?

Viskositet defineres som et mål for en væskes modstand, som deformeres af enten forskydningsspænding eller trækspænding. I mere almindelige ord er viskositet en "intern friktion" af en væske. Det kaldes også tykkelsen på en væske. Viskositet er simpelthen friktionen mellem to væskelag, når de to lag bevæger sig i forhold til hinanden. Sir Isaac Newton var en pioner inden for fluidmekanik. Han antydede, at forskydningsspændingen mellem lagene for en Newtonsk væske er proportional med hastighedsgradienten i retningen vinkelret på lagene. Den her anvendte proportionalitetskonstant (proportionalitetsfaktor) er viskositeten af ​​væsken. Viskositeten betegnes normalt med det græske bogstav “µ”. En væskes viskositet kan måles ved hjælp af Viscometers og Reometre. Viskositetsenhederne er Pascal-sekunder (eller Nm^-2s). Cgs-systemet bruger enheden “poise” opkaldt efter Jean Louis Marie Poiseuille til at måle viskositet. En væskes viskositet kan også måles ved flere eksperimenter. Viskositeten af ​​en væske afhænger af temperaturen. Viskositeten falder, når temperaturen stiger.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskositetsligninger og modeller er meget komplekse for ikke-Newtonian væsker.