Čo určuje viskozitu kvapaliny?

Viskozita kvapaliny sa vzťahuje na to, ako ľahko sa pohybuje v strese. Vysoko viskózna tekutina sa bude pohybovať menej ľahko ako kvapalina s nízkou viskozitou. Pojmom tekutina sa označujú kvapaliny a plyny, ktoré majú obidve viskozitu. Presná predpoveď a meranie správania sa tekutiny v pohybe je nevyhnutné pri navrhovaní efektívnych priemyselných zariadení a prístrojov.

Tekutina v pohybe priľne k povrchu nádoby, cez ktorú preteká. To znamená, že rýchlosť kvapaliny musí byť na stene potrubia alebo zásobníka nulová. Rýchlosť tekutiny sa zvyšuje smerom od povrchu nádoby, takže sa tekutina skutočne pohybuje cez vrstvu vo vrstvách. Deformácia tejto kvapaliny sa nazýva strih: Tekutina sa strihá, keď prechádza cez pevný povrch. Odolnosť proti tomuto strihu zvnútra kvapaliny sa nazýva viskozita.

Viskozita je spôsobená trením v kvapaline. Je výsledkom medzimolekulárnych síl medzi časticami v tekutine. Tieto medzimolekulové sily odolávajú šmykovému pohybu kvapaliny a viskozita kvapaliny je priamo úmerná sile týchto síl. Pretože kvapalina je usporiadanejšia ako plyn, vyplýva z toho, že viskozita akejkoľvek kvapaliny musí byť podstatne vyššia ako viskozita akéhokoľvek plynu.

instagram story viewer

Každá tekutina má svoju špecifickú viskozitu a jej miera sa nazýva koeficient viskozity, označený gréckym písmenom mu. Koeficient je priamo úmerný veľkosti napätia potrebného na strihanie tekutiny. Viskózna tekutina vyžaduje na pohyb veľa stresu alebo tlaku; to má svoje opodstatnenie, pretože hustá tekutina ľahšie deformuje tenkú tekutinu. Rozdiel v rýchlosti tekutiny medzi kontaktnou hranou (kde je nula) a stredom je ďalšou mierou viskozity. Tento rýchlostný gradient je pre viskózne kvapaliny malý, čo znamená, že rýchlosť nie je v strede o toľko väčšia ako smerom k jeho okraju.

Pretože viskozita je spôsobená intermolekulárnou interakciou, je táto vlastnosť ovplyvnená teplom, pretože teplo je výsledkom kinetickej energie molekúl v tekutine. Teplo má však veľmi odlišný vplyv na kvapaliny a plyny. Zahrievanie kvapaliny vedie k väčšej separácii jej molekúl, čo znamená, že sily medzi nimi sú oslabené. V dôsledku toho viskozita kvapaliny klesá, keď sa zahrieva. Zahriatie plynu spôsobí reverz. Rýchlejšie sa pohybujúce molekuly plynu budú do seba častejšie narážať, čo povedie k zvýšeniu viskozity.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer