Die Viskosität ist ein Maß für den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit. Mehrere Faktoren beeinflussen die Viskosität, einschließlich der Größe eines Moleküls. Jedes Mal, wenn Sie Sirup über Pfannkuchen gießen oder Honig zu Tee hinzufügen, werden Sie Zeuge der Beziehung zwischen Molekülgröße und Viskosität.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Eine Flüssigkeit mit kleineren Molekülen hat eine geringere Viskosität als eine Flüssigkeit mit größeren Molekülen, weil kleinere Moleküle leichter aneinander vorbeigleiten.
Die Viskositätsskala
Wissenschaftler verwenden eine virtuelle Skala, um alle Materialien von fest bis flüssig zu klassifizieren. Feste Stoffe werden als elastisch und Flüssigkeiten als zähflüssig bezeichnet. Die meisten Materialien des täglichen Lebens sind viskoelastische Materialien, d. h. sie sind weder vollständig elastisch noch vollständig viskos. Ein Material kann ein viskoelastischer Feststoff sein, wie z. B. viskose Feststoffe mit einer gewissen Elastizität, wie süßes Gelee, oder eine viskoelastische Flüssigkeit, wie viskose Flüssigkeiten, die eine gewisse Elastizität haben, wie ein Joghurtgetränk oder eine Dusche Gel.
Innere Reibung der sich bewegenden Flüssigkeit
Die Viskosität beschreibt die innere Reibung einer sich bewegenden Flüssigkeit. Eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität weist Bewegungen ab, da die Struktur ihrer Moleküle viel innere Reibung erzeugt. Andererseits fließt eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität leicht, da die Struktur ihrer Moleküle zu einer sehr geringen Reibung führt. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie haben eine Tasse Honig und eine Tasse Wasser. Wenn Sie beide Tassen auf den Kopf stellen, läuft das Wasser viel schneller ab als der Honig. Dies liegt daran, dass die molekulare Zusammensetzung von Wasser in Bewegung sehr wenig Reibung verursacht, während die molekulare Zusammensetzung von Honig ihm viel innere Reibung verleiht.
Kleine Moleküle vs. Große Moleküle
Die innere Reibung großer Moleküle führt oft zu Staus. Kleinere Moleküle gleiten leichter aneinander vorbei als größere Moleküle. Im Honig/Wasser-Beispiel können die größeren Moleküle im Honig "steckenbleiben", was die freie Bewegung der Substanz aus dem Becher verhindert. Größere Moleküle haben auch stärkere intermolekulare Kräfte, wie die London Forces, die sie mit größerer Kraft miteinander verbinden. Dies hemmt den Molekularfluss, was zu einer höheren Viskosität führt.
Andere relevante Faktoren
Neben der Größe des Moleküls wird die Viskosität einer Substanz durch äußere Kräfte beeinflusst, die alle Arten von Aktionen wie Drücken, Ziehen, Wischen oder Schwerkraft sein können. Die Stärke und Dauer der äußeren Kraft kann die Viskosität weiter erhöhen oder erniedrigen. Ein Temperaturabfall erhöht die Viskosität, da sich die Moleküle bei niedrigeren Temperaturen langsamer bewegen.