Spiegazione della differenza tra viscosità e galleggiabilità

Viscosità e galleggiabilità sono due fattori che influenzano i fluidi, come liquidi e gas. A prima vista, i termini sembrano essere molto simili, poiché entrambi sembrano far resistere un fluido a qualsiasi oggetto che lo attraversa. Questo in effetti non è vero, poiché entrambi i termini si riferiscono in realtà a forze molto specifiche esercitate verso l'esterno o verso l'interno. Le variazioni in entrambi i fattori fanno sì che liquidi e gas si comportino in modo molto diverso.

La galleggiabilità si riferisce alla forza specifica verso l'alto esercitata da un liquido o un gas su un oggetto immerso in esso. Questa è la forza principale che consente a un oggetto di galleggiare. Tuttavia, un oggetto galleggiante deve spostare una massa d'acqua maggiore della massa di se stesso per galleggiare. Altrimenti, la forza di galleggiamento verso l'alto non sarà abbastanza grande da impedirne l'affondamento. Questo è legato alla densità dell'acqua; ad esempio, se l'acqua è più densa, un oggetto più pesante dovrà spostarne meno per restare a galla perché l'acqua avrà una massa maggiore.

La viscosità è semplicemente definita come la resistenza di un liquido o di un gas al flusso. Quanto meno il gas o il liquido è inclinato a fluire, tanto più è viscoso. La viscosità nei liquidi e nei gas è causata dalla loro composizione molecolare; liquidi o gas molto viscosi hanno composizioni molecolari che causano un grande attrito interno quando si muovono. Questo attrito resiste naturalmente al flusso. Liquidi e gas con basso attrito interno fluiranno molto facilmente. La viscosità è diversa dalla galleggiabilità in quanto descrive le forze interne all'interno di una sostanza, piuttosto che una forza verso l'alto esercitata da una sostanza su un'altra sostanza.

Sebbene entrambi i fattori di galleggiabilità e viscosità consentano a un oggetto di galleggiare per un periodo di tempo limitato, la viscosità non è efficace nel mantenere un oggetto a galla indefinitamente. Quando un oggetto entra in un liquido, il liquido che sposta è costretto a fluire verso il basso su entrambi i lati, lasciando il posto all'oggetto. In un liquido estremamente viscoso, questo flusso sarà notevolmente rallentato, il che significa che l'oggetto potrebbe rimanere per qualche tempo sopra il liquido "spostato" prima di affondare. Tuttavia, anche se l'attrito rallenta il movimento interno, questo movimento avviene ancora lentamente ma inesorabilmente e l'oggetto alla fine affonderà se la sola viscosità è un fattore.

L'applicazione del calore influenza anche la galleggiabilità e la viscosità in modo diverso. Il riscaldamento di una sostanza viscosa ne ridurrà la viscosità poiché le molecole all'interno guadagnano più energia e sono in grado di superare più facilmente l'attrito interno. L'effetto che il calore ha sulla galleggiabilità, tuttavia, dipende dal tipo di liquido o gas che viene riscaldato. In genere, il riscaldamento di un liquido ne riduce la densità, diminuendo la sua capacità di esercitare una forza di galleggiamento poiché la massa del fluido spostato per volume diminuisce. Tuttavia, alcuni liquidi, compresa l'acqua, possono aumentare di densità se riscaldati leggermente. L'acqua è più densa a 39,2 gradi Fahrenheit, quindi riscaldare l'acqua da 38 Fahrenheit a 39 Fahrenheit aumenterà effettivamente il suo potenziale per la forza di galleggiamento.