מה קובע את צמיגות הנוזל?

צמיגות הנוזל מתייחסת לאיזו קלות הוא נע תחת לחץ. נוזל צמיג מאוד ינוע פחות בקלות מנוזל בעל צמיגות נמוכה. המונח נוזל מתייחס לנוזלים וגזים שלשניהם יש צמיגות. חיזוי ומדידה מדויקים של התנהגות נוזל בתנועה חיוניים בתכנון מפעלים ומכשירים תעשייתיים יעילים.

נוזל בתנועה נצמד למשטח הכלי דרכו הוא זורם. משמעות הדבר היא שמהירות הנוזל חייבת להיות אפסית בדופן הצינור או המיכל. מהירות הנוזל עולה הרחק משטח הכלי, כך שנוזל למעשה נע דרך כלי בשכבות. העיוות של נוזל זה נקרא גזירה: נוזל גזז אותו כאשר הוא עובר על פני משטח מוצק. עמידות לגזירה זו מתוך הנוזל נקראת צמיגות.

צמיגות נגרמת על ידי חיכוך בתוך נוזל. זו תוצאה של כוחות בין-מולקולריים בין חלקיקים בתוך נוזל. כוחות בין-מולקולריים אלה מתנגדים לתנועת הגזירה של הנוזל וצמיגות הנוזל פרופורציונלית ישירות לחוזק הכוחות הללו. מכיוון שנוזל מסודר יותר מגז, מכאן נובע כי צמיגותו של כל נוזל חייבת להיות גבוהה במידה ניכרת מצמיגות גז כלשהו.

לכל נוזל יש צמיגות ספציפית משלו והמדד לזה נקרא מקדם צמיגות, המסומן באות היוונית mu. המקדם הוא ביחס ישר לכמות המתח הנדרשת לגזירת נוזל. נוזל צמיג דורש מתח או לחץ רב כדי לנוע; זה מובן מאליו, שכן נוזל סמיך מעוות פחות נוזל דק. ההבדל במהירות המהירות של נוזל בין קצה המגע (במקום שהוא אפס) למרכז הוא מדד נוסף לצמיגות. שיפוע מהירות זה קטן לנוזלים צמיגים, כלומר המהירות אינה גדולה בהרבה במרכז מאשר לכיוון קצהו.

instagram story viewer

מכיוון שצמיגות נובעת מאינטראקציה בין מולקולרית, כך תכונה זו מושפעת מחום, בהתחשב בכך שחום הוא תוצאה של האנרגיה הקינטית של מולקולות בנוזל. עם זאת, לחום יש השפעה שונה מאוד על נוזלים וגזים. חימום נוזל מביא להפרדה גדולה יותר של המולקולות שלו כלומר הכוחות בין אלה מוחלשים. כתוצאה מכך צמיגות הנוזל פוחתת כאשר הוא מחומם. חימום גז גורם להיפך. מולקולות גז הנעות במהירות רבה יותר יתנגשו זו בזו בתדירות גבוהה יותר, ותוביל לעלייה בצמיגות.

Teachs.ru
  • לַחֲלוֹק
instagram viewer