הסבר ההבדל בין צמיגות לצוף

צמיגות וציפה הם שני גורמים המשפיעים על נוזלים, כגון נוזלים וגזים. במבט ראשון נראה שהמונחים דומים מאוד, מכיוון ששניהם נראים גורם לנוזל להתנגד לכל אובייקט שעובר דרכו. זה למעשה לא נכון, שכן שני המונחים מתייחסים למעשה לכוחות ספציפיים מאוד המופעלים כלפי חוץ או כלפי פנים. שינויים בשני הגורמים גורמים לנוזלים ולגזים להתנהג בצורה שונה מאוד.

ציפה מתייחסת לכוח כלפי מעלה שמופעל על ידי נוזל או גז על עצם השקוע בו. זהו הכוח הראשי המאפשר לאובייקט לצוף. עם זאת, חפץ צף חייב לעקור מסה גדולה יותר של מים מאשר המסה של עצמו בכדי לצוף. אחרת, הכוח הצף כלפי מעלה לא יהיה גדול מספיק בכדי למנוע את שקיעתו. זה קשור לצפיפות המים; לדוגמא, אם המים צפופים יותר, עצם כבד יותר יצטרך לעקור פחות מהם כדי להישאר צף מכיוון שלמים יהיה מסה גדולה יותר.

צמיגות מוגדרת בפשטות כהתנגדות של נוזל או גז לזרימה. ככל שהגז או הנוזל נוטים פחות לזרום, כך הוא צמיג יותר. צמיגות בנוזלים ובגזים נגרמת בגלל האיפור המולקולרי שלהם; לנוזלים או גזים צמיגים מאוד יש איפור מולקולרי הגורם לחיכוך פנימי רב כאשר הם נעים. חיכוך זה מתנגד באופן טבעי לזרימה. נוזלים וגזים עם חיכוך פנימי נמוך יזרמו בקלות רבה. צמיגות שונה מציפה בכך שהיא מתארת ​​כוחות פנימיים בתוך חומר, ולא כוח כלפי מעלה שמפעיל חומר על חומר אחר.

בעוד ששני גורמי הציפה וצמיגות יאפשרו לאובייקט לצוף לפרק זמן מוגבל, צמיגות אינה יעילה בהחזקת אובייקט ללא הגבלת זמן. כאשר אובייקט נכנס לנוזל, הנוזל שהוא עוקר נאלץ לזרום כלפי מטה לשני הצדדים, מה שמפנה מקום לאובייקט. בנוזל צמיג במיוחד, זרימה זו תואט מאוד, כלומר העצם עשוי לשבת על גבי הנוזל ה"עקור "זמן מה לפני שהוא שוקע. עם זאת, למרות שהחיכוך מאט את התנועה הפנימית, תנועה זו עדיין מתרחשת לאט אבל בטוח והאובייקט ישקע בסופו של דבר אם צמיגות לבדה היא גורם.

יישום החום משפיע גם על ציפה וצמיגות אחרת. חימום חומר צמיג יקטין את צמיגותו כאשר המולקולות בתוכם צוברות יותר אנרגיה ומסוגלות להתגבר על החיכוך הפנימי ביתר קלות. אולם ההשפעה שיש לחום על הציפה תלויה בסוג הנוזל או הגז המחומם. באופן כללי, חימום נוזל מקטין את צפיפותו, ומקטין את הפוטנציאל שלו להפעיל כוח ציפה מכיוון שמסת הנוזל העקור לנפח פוחתת. עם זאת, כמה נוזלים, כולל מים, יכולים להגדיל את צפיפותם כאשר הם מחוממים מעט. המים צפופים ביותר ב 39.2 מעלות פרנהייט, ולכן חימום מים מ 38 פרנהייט ל 39 פרנהייט למעשה יגדיל את הפוטנציאל לכוח צף.