Selitys viskositeetin ja kelluvuuden välisestä erosta

Viskositeetti ja kelluvuus ovat kaksi tekijää, jotka vaikuttavat nesteisiin, kuten nesteisiin ja kaasuihin. Ensi silmäyksellä termit näyttävät olevan hyvin samanlaisia, koska molemmat näyttävät tekevän nesteen vastustavan kaikkia sen läpi kulkevia esineitä. Tämä ei todellakaan pidä paikkaansa, koska molemmat termit viittaavat todella spesifisiin voimiin, jotka kohdistuvat joko ulkoisesti tai sisäänpäin. Molempien tekijöiden vaihtelut aiheuttavat nesteiden ja kaasujen käyttäytymisen hyvin eri tavalla.

Kelluvuus viittaa nimenomaan ylöspäin suuntautuvaan voimaan, jonka neste tai kaasu kohdistuu siihen upotettuun esineeseen. Tämä on tärkein voima, joka antaa kohteen kellua. Kelluvan esineen on kuitenkin kelluttamiseksi siirrettävä suurempi vesimassa kuin itsensä massa. Muuten ylöspäin suuntautuva kelluva voima ei ole tarpeeksi suuri estämään sen uppoamista. Tämä liittyy veden tiheyteen; esimerkiksi jos vesi on tiheämpää, painavamman esineen on siirrettävä vähemmän siitä pysyäkseen pinnalla, koska vedellä on suurempi massa.

Viskositeetti määritellään yksinkertaisesti nesteen tai kaasun vastukseksi virtaukselle. Mitä vähemmän kaasun tai nesteen kaltevuus virtaa, sitä viskoosimpi se on. Nesteiden ja kaasujen viskositeetti johtuu niiden molekyylirakenteesta; hyvin viskoosissa nesteissä tai kaasuissa on molekyylimeikkejä, jotka aiheuttavat suurta sisäistä kitkaa liikkuessaan. Tämä kitka vastustaa luonnollisesti virtausta. Nesteet ja kaasut, joiden sisäinen kitka on pieni, virtaavat helposti. Viskositeetti eroaa kelluvuudesta siinä, että se kuvaa aineen sisäisiä voimia eikä aineen kohdistamaa ylöspäin suuntautuvaa voimaa toiseen aineeseen.

Vaikka molemmat kelluvuus- ja viskositeettitekijät antavat kohteen kellua rajoitetun ajan, viskositeetti ei ole tehokas pitämään esinettä pinnalla loputtomiin. Kun esine pääsee nesteeseen, sen syrjäyttämä neste pakotetaan virtaamaan alaspäin kummallekin puolelle, jolloin esineelle on tilaa. Erittäin viskoosissa nesteessä tämä virtaus hidastuu suuresti, mikä tarkoittaa, että esine voi istua "syrjäytetyn" nesteen päällä jonkin aikaa ennen uppoamista. Vaikka kitka hidastaa sisäistä liikettä, tämä liike tapahtuu silti hitaasti, mutta varmasti ja esine lopulta uppoaa, jos viskositeetti yksin on tekijä.

Lämmön käyttö vaikuttaa myös kelluvuuteen ja viskositeettiin eri tavoin. Viskositeetin kuumentaminen vähentää sen viskositeettia, kun sisällä olevat molekyylit saavat enemmän energiaa ja kykenevät voittamaan sisäisen kitkan helpommin. Lämmön vaikutus kelluvuuteen riippuu kuitenkin siitä, millaista nestettä tai kaasua kuumennetaan. Yleensä nesteen lämmittäminen pienentää sen tiheyttä ja vähentää potentiaalia nostaa voimaa, koska siirtyvän nesteen massa tilavuutta kohti pienenee. Joidenkin nesteiden, vesi mukaan lukien, tiheys voi kuitenkin kasvaa hieman kuumennettaessa. Vesi on tiheintä 39,2 Fahrenheit-astetta, joten veden lämmittäminen 38 Fahrenheitista 39 Fahrenheitiin lisää sen potentiaalia kelluvaan voimaan.