כיצד שינוי הטמפרטורה משפיע על צמיגות ומתח פני השטח של נוזל?

צמיגות ומתח פנים הם שני מאפיינים פיזיקליים של נוזל. צמיגות היא המדד עד כמה עמיד בפני זרימת נוזל, בעוד שמתח פני השטח מוגדר כמה עמיד פני השטח של נוזל בפני חדירה. הן צמיגות והן מתח פני השטח מושפעים משינויים בטמפרטורה.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

ככל שהטמפרטורה עולה, נוזלים מאבדים צמיגות ומפחיתים את מתח השטח שלהם - ובעצם הופכים ל"נוזלים "יותר ממה שהם היו בטמפ 'קרירים יותר.

צמיגות נקבעת על ידי הזמן שלוקח לכמות מסוימת של נוזל לזרום דרך מכשיר הנקרא צינור צמיג; בעצם צינור צר. דוגמה טובה לצמיגות היא נוזל הזורם דרך קש: מים, בעלי צמיגות נמוכה, יזרמו בצורה חופשית יותר מדבש, בעל צמיגות גבוהה. לנוזלים כמו דבש צמיגות גבוהה יותר מכיוון שהם מכילים מבנים מולקולריים מורכבים יותר; בעוד שמים מורכבים מקשרים מימן וחמצן פשוטים, הדבש מכיל גם סוכרים.

•••Ciaran Griffin / Stockbyte / Getty Images

כשנוזל מתחמם, המולקולות שלו מתרגשות ומתחילות לנוע. די באנרגיה של תנועה זו כדי להתגבר על הכוחות הקושרים את המולקולות יחד, ומאפשר לנוזל להיות נוזלי יותר ולהפחית את צמיגותו. לדוגמא, כאשר סירופ קר הוא צמיג גבוה ויכול להיות קשה למזיגה. כשמחממים אותו במיקרוגל, הצמיגות פוחתת והסירופ זורם בצורה חופשית יותר.

•••Photos.com/Photos.com/Getty Images

מתח פני השטח הוא זה שמאפשר לרחף מחט בכוס מים, או לחרקים שמדלפים מים לגלוש על פני אגם. המולקולות שעל פני הנוזל קשורות למולקולות שלצדן ומתחתיהן, אך אין מעליהן דבר שיאזן את כוחות האטרקטיביות הללו. בגלל חוסר איזון זה, המולקולות על פני הנוזל ימשכו חזק יותר לסובבים אותו, ויצרו דף של מולקולות קשורות היטב על פני הנוזל.

ככל שטמפרטורת הנוזל עולה, מתח הפנים שלה פוחת. כאשר המים מתחממים, תנועת המולקולות שלה משבשת את הכוחות הלא מאוזנים על פני השטח מים ומחליש את המחסום הדומה לסדין של מולקולות קשורות היטב, ובכך להוריד את פני השטח מתח. זו הסיבה שמים חמים יעילים יותר בעת הניקוי; מתח הפנים הנמוך שלו מאפשר לו לחדור ביתר קלות לסיבי חומר כמו בד ולשטוף כתמים.