Hva bestemmer viskositeten til en væske?

Viskositeten til en væske refererer til hvor lett den beveger seg under stress. En svært viskøs væske vil bevege seg mindre lett enn en væske med lav viskositet. Uttrykket væske refererer til væsker og gasser som begge har viskositet. Nøyaktig prediksjon og måling av oppførselen til en væske i bevegelse er viktig i utformingen av effektive industrielle anlegg og apparater.

En væske i bevegelse fester seg til overflaten av fartøyet den strømmer gjennom. Dette betyr at hastigheten til en væske må være null ved veggen av røret eller beholderen. Væskens hastighet øker vekk fra beholderoverflaten, slik at en væske faktisk beveger seg gjennom et fartøy i lag. Deformasjonen av denne væsken kalles skjær: En væske skjæres når den passerer over en solid overflate. Motstand mot denne skjæringen fra væsken kalles viskositet.

Viskositet er forårsaket av friksjon i en væske. Det er resultatet av intermolekylære krefter mellom partikler i en væske. Disse intermolekylære kreftene motstår væskeens skjærbevegelse, og viskositeten til en væske er direkte proporsjonal med styrken til disse kreftene. Ettersom en væske er mer ordnet enn en gass, følger det at viskositeten til en hvilken som helst væske må være betydelig høyere enn viskositeten til en hvilken som helst gass.

Hver væske har sin egen spesifikke viskositet, og målet for dette kalles viskositetskoeffisienten, betegnet med den greske bokstaven mu. Koeffisienten er direkte proporsjonal med mengden stress som kreves for å skjære væske. En tyktflytende væske krever mye stress eller trykk for å bevege seg; dette står til grunn, ettersom en tykk væske deformerer lettere en tynn væske. Forskjellen i hastighet av et fluid mellom kontaktkanten (hvor det er null) og sentrum er et annet mål på viskositeten. Denne hastighetsgradienten er liten for tyktflytende væsker, noe som betyr at hastigheten ikke er så mye større i sentrum enn mot kanten.

Ettersom viskositeten skyldes intermolekylær interaksjon, påvirkes denne egenskapen av varme, gitt at varme er resultatet av den kinetiske energien til molekyler i en væske. Imidlertid har varme en veldig annen effekt på væsker og gasser. Oppvarming av en væske resulterer i større separasjon av molekylene, noe som betyr at kreftene mellom disse svekkes. Følgelig avtar viskositeten til en væske når den oppvarmes. Oppvarming av en gass forårsaker det motsatte. Gassmolekyler som beveger seg raskere, kolliderer oftere med hverandre, noe som fører til en økning i viskositeten.

  • Dele
instagram viewer