Co určuje viskozitu kapaliny?

Viskozita kapaliny označuje, jak snadno se pohybuje pod tlakem. Vysoce viskózní kapalina se bude pohybovat méně snadno než kapalina s nízkou viskozitou. Termín tekutina označuje kapaliny a plyny, které mají viskozitu. Přesná predikce a měření chování tekutiny v pohybu je zásadní pro konstrukci účinných průmyslových zařízení a zařízení.

Tekutina v pohybu ulpívá na povrchu nádoby, kterou protéká. To znamená, že rychlost kapaliny musí být nulová na stěně potrubí nebo nádoby. Rychlost kapaliny se zvyšuje směrem od povrchu nádoby, takže se kapalina ve skutečnosti pohybuje skrz nádobu ve vrstvách. Deformace této tekutiny se nazývá střih: Kapalina se střihá, když prochází pevným povrchem. Odolnost proti tomuto střihu zevnitř tekutiny se nazývá viskozita.

Viskozita je způsobena třením v kapalině. Je výsledkem mezimolekulárních sil mezi částicemi v kapalině. Tyto mezimolekulární síly odolávají smykovému pohybu tekutiny a viskozita tekutiny je přímo úměrná síle těchto sil. Protože kapalina je uspořádanější než plyn, znamená to, že viskozita jakékoli kapaliny musí být podstatně vyšší než viskozita jakéhokoli plynu.

Každá tekutina má svou vlastní specifickou viskozitu a míra této hodnoty se nazývá koeficient viskozity, označený řeckým písmenem mu. Součinitel je přímo úměrný velikosti napětí potřebného ke střihu kapaliny. Viskózní tekutina vyžaduje k pohybu hodně stresu nebo tlaku; to má své opodstatnění, protože hustá tekutina méně snadno deformuje tenkou tekutinu. Rozdíl v rychlosti tekutiny mezi kontaktní hranou (kde je nulová) a středem je dalším měřítkem viskozity. Tento rychlostní gradient je malý pro viskózní kapaliny, což znamená, že rychlost není o tolik větší ve středu než k jeho okraji.

Protože viskozita je způsobena mezimolekulární interakcí, je tato vlastnost ovlivněna teplem, protože teplo je výsledkem kinetické energie molekul v tekutině. Teplo však má velmi odlišný účinek na kapaliny a plyny. Zahřívání kapaliny vede k větší separaci jejích molekul, což znamená, že síly mezi nimi jsou oslabeny. V důsledku toho se viskozita kapaliny při zahřívání snižuje. Zahřátí plynu způsobí obrácení. Rychleji se pohybující molekuly plynu se budou častěji srážet, což povede ke zvýšení viskozity.

  • Podíl
instagram viewer