Wat bepaalt de viscositeit van een vloeistof?

De viscositeit van een vloeistof verwijst naar hoe gemakkelijk het beweegt onder stress. Een zeer viskeuze vloeistof zal minder gemakkelijk bewegen dan een vloeistof met een lage viscositeit. De term vloeistof verwijst naar vloeistoffen en gassen die beide een viscositeit hebben. De nauwkeurige voorspelling en meting van het gedrag van een vloeistof in beweging is essentieel bij het ontwerp van efficiënte industriële installaties en apparaten.

Een vloeistof in beweging hecht zich aan het oppervlak van het vat waardoor het stroomt. Dit betekent dat de snelheid van een vloeistof nul moet zijn aan de wand van de buis of container. De snelheid van de vloeistof neemt toe vanaf het oppervlak van het vat, dus een vloeistof beweegt zich in feite in lagen door een vat. De vervorming van deze vloeistof wordt een afschuiving genoemd: een vloeistof wordt afgeschoven wanneer deze over een vast oppervlak gaat. Weerstand tegen deze afschuiving vanuit de vloeistof wordt viscositeit genoemd.

Viscositeit wordt veroorzaakt door wrijving in een vloeistof. Het is het resultaat van intermoleculaire krachten tussen deeltjes in een vloeistof. Deze intermoleculaire krachten weerstaan ​​de schuifbeweging van de vloeistof en de viscositeit van een vloeistof is recht evenredig met de sterkte van deze krachten. Aangezien een vloeistof meer geordend is dan een gas, volgt hieruit dat de viscositeit van elke vloeistof aanzienlijk hoger moet zijn dan de viscositeit van elk gas.

instagram story viewer

Elke vloeistof heeft zijn eigen specifieke viscositeit en de maat hiervan wordt de viscositeitscoëfficiënt genoemd, aangeduid met de Griekse letter mu. De coëfficiënt is recht evenredig met de hoeveelheid spanning die nodig is om een ​​vloeistof af te schuiven. Een stroperige vloeistof vereist veel stress of druk om te bewegen; dit spreekt voor zich, aangezien een dikke vloeistof een dunne vloeistof minder gemakkelijk vervormt. Het verschil in snelheid van een vloeistof tussen de contactrand (waar deze nul is) en het midden is een andere maat voor de viscositeit. Deze snelheidsgradiënt is klein voor viskeuze vloeistoffen, wat betekent dat de snelheid in het midden niet zo veel groter is dan naar de rand toe.

Omdat viscositeit het gevolg is van intermoleculaire interactie, wordt deze eigenschap beïnvloed door warmte, aangezien warmte het resultaat is van de kinetische energie van moleculen in een vloeistof. Warmte heeft echter een heel ander effect op vloeistoffen en gassen. Het verwarmen van een vloeistof resulteert in een grotere scheiding van de moleculen, wat betekent dat de krachten ertussen worden verzwakt. Bijgevolg neemt de viscositeit van een vloeistof af wanneer deze wordt verwarmd. Het verwarmen van een gas veroorzaakt het omgekeerde. Sneller bewegende gasmoleculen zullen vaker met elkaar botsen, wat leidt tot een toename van de viscositeit.

Teachs.ru
  • Delen
instagram viewer