Verschil tussen oppervlaktespanning en viscositeit

Oppervlaktespanning versus viscositeit

Viscositeit en oppervlaktespanning zijn twee zeer belangrijke verschijnselen met betrekking tot de mechanica en statica van vloeistoffen. Velden als hydrodynamica, aerodynamica en zelfs de luchtvaart worden beïnvloed door de gevolgen van deze verschijnselen. Het is van vitaal belang om een ​​gedegen kennis van deze verschijnselen te hebben om uit te blinken in dergelijke velden. Dit artikel vergelijkt de viscositeit en oppervlaktespanning en presenteert de verschillen tussen beide.

Wat is oppervlaktespanning?

Overweeg een homogene vloeistof. Elk molecuul in centrale delen van de vloeistof heeft precies dezelfde hoeveelheid kracht die het naar alle kanten trekt. De omringende moleculen trekken het centrale molecuul uniform in elke richting. Overweeg nu een oppervlaktemolecuul. Het heeft alleen krachten die erop werken in de richting van de vloeistof. De lucht - vloeibare kleefkrachten zijn niet eens zo sterk als de vloeistof - vloeistof cohesiekrachten. Daarom worden de moleculen van het oppervlak aangetrokken naar het midden van de vloeistof, waardoor een gepakte laag moleculen ontstaat. Deze oppervlaktelaag van moleculen fungeert als een dunne film op de vloeistof. Als we het echte voorbeeld van de waterstraal nemen, gebruikt het deze dunne film om zichzelf op het oppervlak van het water te plaatsen. Het schuift op deze laag. Als het niet voor deze laag is, zou het onmiddellijk verdrinken. Oppervlaktespanning wordt gedefinieerd als de kracht evenwijdig aan het oppervlak loodrecht op een lijnlengte-eenheid getrokken op het oppervlak. De eenheden van oppervlaktespanning zijn Nm^-1. Oppervlaktespanning wordt ook gedefinieerd als energie per oppervlakte-eenheid. Dit geeft ook oppervlaktespanning een nieuwe eenheid Jm^-2. Oppervlaktespanning, die optreedt tussen twee niet-mengbare vloeistoffen, staat bekend als de grensvlakspanning.

Wat is viscositeit?

Viscositeit wordt gedefinieerd als een maat voor de weerstand van een vloeistof, die wordt vervormd door zowel schuifspanning of trekspanning. In meer algemene bewoordingen is de viscositeit de "interne wrijving" van een vloeistof. Het wordt ook de dikte van een vloeistof genoemd. Viscositeit is gewoon de wrijving tussen twee lagen van een vloeistof wanneer de twee lagen ten opzichte van elkaar bewegen. Sir Isaac Newton was een pionier op het gebied van vloeistofmechanica. Hij stelde dat, voor een Newton-vloeistof, de schuifspanning tussen de lagen evenredig is met de snelheidsgradiënt in de richting loodrecht op de lagen. De proportionele constante (proportionaliteitsfactor) die hier wordt gebruikt, is de viscositeit van het fluïdum. De viscositeit wordt meestal aangeduid met de Griekse letter "μ". Viscositeit van een vloeistof kan worden gemeten met behulp van Viscometers en Rheometers. De eenheden van viscositeit zijn Pascal-seconden (of Nm^-2s). Het cgs-systeem gebruikt de eenheid "poise" genoemd naar Jean Louis Marie Poiseuille om de viscositeit te meten. Viscositeit van een vloeistof kan ook worden gemeten door verschillende experimenten. De viscositeit van een vloeistof hangt af van de temperatuur. De viscositeit neemt af naarmate de temperatuur stijgt.

τ = μ ∂u / ∂y

Viscositeitsvergelijkingen en -modellen zijn erg complex voor niet-Newtoniaanse vloeistoffen.