ความหนืดเพิ่มขึ้นตามขนาดของโมเลกุลหรือไม่?

ความหนืดเป็นตัววัดความต้านทานการไหลของของไหล มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความหนืด รวมถึงขนาดของโมเลกุล ทุกครั้งที่คุณเทน้ำเชื่อมลงบนแพนเค้กหรือเติมน้ำผึ้งลงในชา ​​คุณจะเห็นความสัมพันธ์ระหว่างขนาดโมเลกุลและความหนืด

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ของเหลวที่มีโมเลกุลเล็กกว่ามีความหนืดต่ำกว่าของเหลวที่มีโมเลกุลใหญ่กว่าเพราะโมเลกุลที่เล็กกว่าจะเลื่อนผ่านกันง่ายกว่า

นักวิทยาศาสตร์ใช้มาตราส่วนเสมือนเพื่อจำแนกวัสดุทั้งหมดจากของแข็งเป็นของเหลว วัสดุที่เป็นของแข็งอธิบายว่าเป็นวัสดุยืดหยุ่นและของเหลวมีความหนืด วัสดุส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวันเป็นวัสดุที่มีความหนืด ซึ่งหมายความว่าไม่ยืดหยุ่นและไม่หนืดเลย วัสดุสามารถเป็นของแข็งหนืดได้ เช่น ของแข็งหนืดที่มีความยืดหยุ่นบางอย่าง เช่น เยลลี่หวาน หรือของเหลวหนืดเช่นของเหลวหนืดที่มีความยืดหยุ่นบางอย่างเช่นเครื่องดื่มโยเกิร์ตหรืออาบน้ำ เจล.

ความหนืดอธิบายแรงเสียดทานภายในของของไหลเคลื่อนที่ ของเหลวที่มีความหนืดสูงจะต้านทานการเคลื่อนที่เนื่องจากโครงสร้างของโมเลกุลทำให้เกิดแรงเสียดทานภายในอย่างมาก ในทางกลับกัน ของเหลวที่มีความหนืดต่ำจะไหลได้ง่ายเนื่องจากโครงสร้างของโมเลกุลทำให้เกิดแรงเสียดทานน้อยมาก ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีน้ำผึ้งหนึ่งถ้วยและน้ำหนึ่งถ้วย หากคุณพลิกถ้วยทั้งสองคว่ำ น้ำจะระบายเร็วกว่าน้ำผึ้งมาก เนื่องจากองค์ประกอบโมเลกุลของน้ำทำให้เกิดการเสียดสีน้อยมากเมื่อเคลื่อนที่ ในขณะที่องค์ประกอบโมเลกุลของน้ำผึ้งทำให้เกิดแรงเสียดทานภายในมาก

แรงเสียดทานภายในจากโมเลกุลขนาดใหญ่มักส่งผลให้เกิดความแออัด โมเลกุลที่เล็กกว่าจะเลื่อนผ่านกันและกันได้ง่ายกว่าโมเลกุลที่ใหญ่กว่า ในตัวอย่างน้ำผึ้ง/น้ำ โมเลกุลขนาดใหญ่ในน้ำผึ้งสามารถ "ติดอยู่" ซึ่งจะหยุดการเคลื่อนที่ของสารอย่างอิสระออกจากถ้วย โมเลกุลที่ใหญ่กว่ายังมีแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงกว่า เช่น London Forces ซึ่งเชื่อมต่อพวกมันเข้าด้วยกันด้วยพลังที่มากกว่า ช่วยยับยั้งการไหลของโมเลกุลส่งผลให้มีความหนืดสูงขึ้น

เช่นเดียวกับขนาดของโมเลกุล ความหนืดของสารได้รับผลกระทบจากแรงภายนอก ซึ่งสามารถกระทำได้ทุกประเภท เช่น การผลัก ดึง เช็ด หรือแรงโน้มถ่วง ความแข็งแรงและระยะเวลาของแรงภายนอกสามารถเพิ่มหรือลดความหนืดได้อีก อุณหภูมิที่ลดลงจะเพิ่มความหนืดเนื่องจากโมเลกุลเคลื่อนที่ช้ากว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า