Površinska napetost vs viskoznost
Viskoznost i površinska napetost dva su vrlo važna fenomena u pogledu mehanike i statike tekućina. Posljedice ovih pojava utječu na polja poput hidrodinamike, aerodinamike, pa čak i zrakoplovstva. Vitalno je imati čvrsto znanje o tim pojavama da bismo se istakli u takvim poljima. Ovaj će članak usporediti viskoznost i površinsku napetost i predstaviti razlike između njih dvoje.
Što je površinska napetost?
Razmotrimo homogenu tekućinu. Svaka molekula u središnjim dijelovima tekućine imat će točno jednaku silu koja je vuče na svaku stranu. Molekule u okruženju povlače središnju molekulu jednoliko u svim smjerovima. Sada razmotrite površinsku molekulu. Na njega djeluju samo sile prema tekućini. Adhezivne sile zrak - tekućina nisu niti približno toliko jake kao sile kohezije tekućina - tekućina. Stoga se površinske molekule privlače prema središtu tekućine, stvarajući nabijeni sloj molekula. Ovaj površinski sloj molekula djeluje kao tanki film na tekućinu. Ako uzmemo stvarni primjer vodenog stridera, on se pomoću ovog tankog filma postavlja na površinu vode. Klizi po ovom sloju. Da nije ovog sloja, odmah bi se utopio. Površinska napetost definira se kao sila paralelna s površinom okomitom na crtu jedinične duljine povučene na površini. Jedinice površinskog napona su Nm-1. Površinska napetost je također definirana kao energija po jedinici površine. To također daje površinsku napetost novu jedinicu Jm -2. Površinska napetost, koja se javlja između dvije tekućine koja se ne miješa, poznata je kao međufazna napetost.
Što je viskoznost?
Viskoznost se definira kao mjera otpora tekućine koja se deformira bilo posmičnim naprezanjem ili vlačnim naprezanjem. Uobičajenim riječima, viskoznost je "unutarnje trenje" tekućine. Također se naziva i debljinom tekućine. Viskoznost je jednostavno trenje između dva sloja tekućine kada se dva sloja pomiču jedan prema drugom. Sir Isaac Newton bio je pionir u mehanici fluida. Pretpostavio je da je za Newtonovu tekućinu posmični napon između slojeva proporcionalan gradijentu brzine u smjeru okomitom na slojeve. Ovdje korištena proporcionalna konstanta (faktor proporcionalnosti) je viskoznost tekućine. Viskoznost se obično označava grčkim slovom "µ". Viskoznost tekućine može se izmjeriti pomoću viskozimetara i reometra. Jedinice viskoznosti su Pascal-sekunde (ili Nm-2 s). Sustav cgs koristi jedinicu "poise" nazvanu po Jean Louis Marie Poiseuille za mjerenje viskoznosti. Viskoznost tekućine također se može izmjeriti pomoću nekoliko eksperimenata. Viskoznost tekućine ovisi o temperaturi. Viskoznost opada s porastom temperature.
τ = μ ∂u / ∂y
Jednadžbe i modeli viskoznosti vrlo su složeni za ne-Newtonove tekućine.
Koja je razlika između površinske napetosti i viskoznosti?
• Površinska napetost može se smatrati incidentom koji se u tekućinama događa zbog neuravnoteženih intermolekularnih sila, dok viskoznost nastaje uslijed sila na molekule u pokretu.
• Površinska napetost prisutna je i u tekućinama u pokretu i u njima, ali se viskoznost pojavljuje samo u tekućinama u pokretu.
