Вязкость и плавучесть - это два фактора, которые влияют на жидкости, такие как жидкости и газы. На первый взгляд, термины кажутся очень похожими, поскольку оба, кажется, заставляют жидкость сопротивляться любому объекту, который проходит через нее. На самом деле это неверно, поскольку оба термина на самом деле относятся к очень специфическим силам, действующим либо вовне, либо внутри. Различия в обоих факторах приводят к тому, что жидкости и газы ведут себя по-разному.
Плавучесть
Под плавучестью понимается направленная вверх сила, оказываемая жидкостью или газом на погруженный в нее объект. Это главная сила, которая позволяет объекту плавать. Однако плавучий объект должен вытеснить большую массу воды, чем масса самого себя, чтобы плавать. В противном случае восходящей выталкивающей силы не будет достаточно, чтобы предотвратить его опускание. Это связано с плотностью воды; например, если вода более плотная, более тяжелый объект должен будет сместить меньше ее, чтобы оставаться на плаву, потому что вода будет иметь большую массу.
Вязкость
Вязкость просто определяется как сопротивление жидкости или газа течению. Чем меньше склонен течь газ или жидкость, тем они более вязкие. Вязкость жидкостей и газов обусловлена их молекулярным составом; очень вязкие жидкости или газы имеют молекулярную структуру, которая при движении вызывает сильное внутреннее трение. Это трение естественно препятствует потоку. Жидкости и газы с низким внутренним трением будут течь очень легко. Вязкость отличается от плавучести тем, что описывает внутренние силы внутри вещества, а не восходящую силу, действующую на другое вещество.
Плавающий и тонущий
Хотя оба фактора плавучести и вязкости позволяют объекту плавать в течение ограниченного времени, вязкость неэффективна для удержания объекта на плаву неопределенное время. Когда объект попадает в жидкость, вытесняемая им жидкость вынуждена течь вниз в обе стороны, уступая место объекту. В чрезвычайно вязкой жидкости этот поток будет значительно замедлен, что означает, что объект может некоторое время находиться на поверхности «вытесненной» жидкости, прежде чем погрузиться в воду. Однако, несмотря на то, что трение замедляет внутреннее движение, это движение все еще происходит медленно, но верно, и объект в конечном итоге утонет, если фактором является только вязкость.
Эффект тепла
Применение тепла также по-разному влияет на плавучесть и вязкость. Нагревание вязкого вещества снизит его вязкость, поскольку молекулы внутри получат больше энергии и смогут легче преодолевать внутреннее трение. Однако влияние тепла на плавучесть зависит от того, какая жидкость или газ нагревается. Как правило, нагревание жидкости снижает ее плотность, уменьшая ее способность оказывать выталкивающую силу, поскольку масса вытесняемой жидкости на единицу объема уменьшается. Однако некоторые жидкости, в том числе вода, могут увеличиваться в плотности при небольшом нагревании. Вода наиболее плотная при температуре 39,2 градуса по Фаренгейту, поэтому нагревание воды от 38 до 39 градусов по Фаренгейту фактически увеличит ее потенциал для подъемной силы.