การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิส่งผลต่อความหนืดและแรงตึงผิวของของเหลวอย่างไร

ความหนืดและความตึงผิวเป็นลักษณะทางกายภาพสองประการของของเหลว ความหนืดเป็นตัววัดความทนทานต่อการไหลของของเหลว ในขณะที่แรงตึงผิวหมายถึงความทนทานต่อพื้นผิวของของเหลวต่อการซึมผ่าน ทั้งความหนืดและแรงตึงผิวได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ของเหลวจะสูญเสียความหนืดและลดแรงตึงผิว โดยพื้นฐานแล้วจะกลายเป็น "น้ำมูกไหล" มากกว่าที่อุณหภูมิที่เย็นกว่า

ความหนืดถูกกำหนดโดยเวลาที่ของเหลวจำนวนหนึ่งใช้ไหลผ่านเครื่องมือที่เรียกว่าท่อวัดความหนืด โดยพื้นฐานแล้วเป็นท่อแคบ ตัวอย่างความหนืดที่ดีคือของเหลวที่ไหลผ่านฟาง: น้ำที่มีความหนืดต่ำจะไหลได้อย่างอิสระมากกว่าน้ำผึ้งซึ่งมีความหนืดสูง ของเหลวเช่นน้ำผึ้งมีความหนืดสูงกว่าเพราะมีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่า ในขณะที่น้ำประกอบด้วยพันธะไฮโดรเจนและออกซิเจนอย่างง่าย น้ำผึ้งก็มีน้ำตาลเช่นกัน

•••Ciaran Griffin / รูปภาพ Stockbyte / Getty

เมื่อของเหลวร้อนขึ้น โมเลกุลของมันจะตื่นเต้นและเริ่มเคลื่อนไหว พลังงานของการเคลื่อนที่นี้เพียงพอที่จะเอาชนะแรงที่ยึดโมเลกุลเข้าด้วยกัน ทำให้ของเหลวกลายเป็นของเหลวมากขึ้นและลดความหนืดของของเหลว ตัวอย่างเช่น เมื่อน้ำเชื่อมเย็น น้ำเชื่อมจะมีความหนืดสูงและเทได้ยาก เมื่อให้ความร้อนในไมโครเวฟ ความหนืดจะลดลงและน้ำเชื่อมจะไหลได้อย่างอิสระมากขึ้น

•••Photos.com/Photos.com/Getty Images

แรงตึงผิวคือสิ่งที่ทำให้สามารถลอยเข็มในถ้วยน้ำ หรือเพื่อให้แมลงที่ร่อนเร่ร่อนข้ามผิวน้ำของทะเลสาบได้ โมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวจับกับโมเลกุลที่อยู่ด้านข้างและด้านล่าง แต่ไม่มีอะไรอยู่เหนือพวกมันเพื่อสร้างสมดุลให้กับแรงดึงดูดเหล่านี้ เนื่องจากความไม่สมดุลนี้ โมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวจะถูกดึงเข้าหาสิ่งที่อยู่รอบๆ อย่างแรงขึ้น ทำให้เกิดแผ่นโมเลกุลที่มีพันธะแน่นบนพื้นผิวของของเหลว

เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น แรงตึงผิวจะลดลง เมื่อน้ำร้อนขึ้น การเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะขัดขวางแรงที่ไม่สมดุลบนพื้นผิวของ น้ำและทำให้สิ่งกีดขวางคล้ายแผ่นของโมเลกุลที่เกาะแน่นลดลง ส่งผลให้พื้นผิวลดลง ความตึงเครียด นี่คือเหตุผลที่น้ำร้อนมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดมากกว่า แรงตึงผิวต่ำช่วยให้เจาะเส้นใยของวัสดุ เช่น ผ้าและขจัดคราบได้ง่ายขึ้น