Opervlaktespanning teen viskositeit
Viskositeit en oppervlakspanning is twee baie belangrike verskynsels met betrekking tot die meganika en statika van vloeistowwe. Velde soos hidrodinamika, lugdinamika en selfs lugvaart word deur die gevolge van hierdie verskynsels geraak. Dit is noodsaaklik om 'n grondige kennis in hierdie verskynsels te hê om in sulke velde uit te blink. Hierdie artikel sal viskositeit en oppervlakspanning vergelyk en die verskille tussen die twee aanbied.
Wat is oppervlakspanning?
Beskou 'n homogene vloeistof. Elke molekule in sentrale dele van die vloeistof sal presies dieselfde hoeveelheid krag hê wat dit na elke kant toe trek. Die omliggende molekules trek die sentrale molekule eenvormig in elke rigting. Oorweeg nou 'n oppervlakmolekule. Dit het slegs kragte wat daarop inwerk na die vloeistof. Die lug-vloeistof-kleefkragte is nie eens naastenby so sterk soos die vloeistof-vloeistof-kohesiekragte nie. Daarom word die oppervlakmolekules na die middel van die vloeistof aangetrek, wat 'n gepakte laag molekules skep. Hierdie oppervlaklaag van molekules dien as 'n dun film op die vloeistof. As ons die werklike voorbeeld van die water strider neem, gebruik dit hierdie dun film om homself op die oppervlak van die water te plaas. Dit gly op hierdie laag. As dit nie vir hierdie laag is nie, sal dit dadelik verdrink. Oppervlakspanning word gedefinieer as die krag parallel met die oppervlak loodreg op 'n eenheidslengtelyn wat op die oppervlak getrek word. Die eenhede van oppervlakspanning is Nm-1 Oppervlaktespanning word ook gedefinieer as energie per eenheidsoppervlakte. Dit gee ook oppervlakspanning 'n nuwe eenheid Jm-2 Oppervlaktespanning, wat tussen twee onmengbare vloeistowwe voorkom, staan bekend as die grensvlakspanning.
Wat is viskositeit?
Viskositeit word gedefinieer as 'n maatstaf van die weerstand van 'n vloeistof, wat vervorm word deur óf skuifspanning óf trekspanning. In meer algemene woorde, viskositeit is die "interne wrywing" van 'n vloeistof. Dit word ook die dikte van 'n vloeistof genoem. Viskositeit is bloot die wrywing tussen twee lae van 'n vloeistof wanneer die twee lae relatief tot mekaar beweeg. Sir Isaac Newton was 'n pionier in vloeimeganika. Hy het gepostuleer dat, vir 'n Newtoniaanse vloeistof, die skuifspanning tussen die lae eweredig is aan die snelheidsgradiënt in die rigting loodreg op die lae. Die proporsionele konstante (proporsionaliteitsfaktor) wat hier gebruik word, is die viskositeit van die vloeistof. Die viskositeit word gewoonlik met die Griekse letter “µ” aangedui. Viskositeit van 'n vloeistof kan gemeet word met behulp van Viskometers en Rheometers. Die eenhede van viskositeit is Pascal-sekondes (of Nm-2s). Die cgs-stelsel gebruik die eenheid "poise" vernoem na Jean Louis Marie Poiseuille om viskositeit te meet. Viskositeit van 'n vloeistof kan ook deur verskeie eksperimente gemeet word. Die viskositeit van 'n vloeistof hang af van die temperatuur. Die viskositeit neem af soos die temperatuur toeneem.
τ=μ ∂u/∂y
Viskositeitsvergelykings en modelle is baie kompleks vir nie-Newtoniaanse vloeistowwe.
Wat is die verskil tussen oppervlakspanning en viskositeit?
• Oppervlaktespanning kan beskou word as 'n insident wat in vloeistowwe plaasvind as gevolg van die ongebalanseerde intermolekulêre kragte, terwyl viskositeit plaasvind as gevolg van kragte op bewegende molekules.
• Oppervlakspanning is teenwoordig in beide bewegende en nie-bewegende vloeistowwe, maar viskositeit kom slegs voor in bewegende vloeistowwe.
