Površinska napetost u odnosu na viskoznost
Viskoznost i površinska napetost dva su vrlo važna fenomena u vezi s mehanikom i statikom tekućina. Područja poput hidrodinamike, aerodinamike pa čak i zrakoplovstva pogođena su posljedicama ovih pojava. Od vitalne je važnosti imati dobro znanje o ovim fenomenima kako biste bili uspješni u takvim poljima. Ovaj članak će usporediti viskoznost i površinsku napetost i predstaviti razlike između njih.
Što je površinska napetost?
Razmotrite homogenu tekućinu. Svaka molekula u središnjim dijelovima tekućine imat će točno istu količinu sile koja ju vuče na svaku stranu. Okolne molekule vuku središnju molekulu jednoliko u svim smjerovima. Sada razmotrite površinsku molekulu. Na njega prema tekućini djeluju samo sile. Adhezijske sile zrak – tekućina nisu ni približno tako jake kao kohezijske sile tekućina – tekućina. Stoga se površinske molekule privlače prema središtu tekućine, stvarajući zbijeni sloj molekula. Ovaj površinski sloj molekula djeluje kao tanki film na tekućini. Ako uzmemo stvarni primjer vodenog stridera, on koristi ovaj tanki film da se postavi na površinu vode. Klizi po ovom sloju. Da nema ovog sloja, odmah bi se utopio. Površinska napetost definirana je kao sila paralelna s površinom okomita na liniju jedinične duljine povučenu na površini. Jedinice površinske napetosti su Nm-1 Površinska napetost također se definira kao energija po jedinici površine. Ovo također daje novu jedinicu površinskoj napetosti Jm-2 Površinska napetost, koja se javlja između dvije tekućine koje se ne miješaju, poznata je kao međufazna napetost.
Što je viskoznost?
Viskoznost je definirana kao mjera otpora tekućine koja se deformira pod utjecajem smičnih ili vlačnih naprezanja. Uobičajenijim riječima, viskoznost je "unutarnje trenje" tekućine. Također se naziva i debljina tekućine. Viskoznost je jednostavno trenje između dva sloja tekućine kada se dva sloja pomiču jedan u odnosu na drugi. Sir Isaac Newton bio je pionir u mehanici fluida. Pretpostavio je da je za Newtonov fluid posmično naprezanje između slojeva proporcionalno gradijentu brzine u smjeru okomitom na slojeve. Proporcionalna konstanta (faktor proporcionalnosti) koja se ovdje koristi je viskoznost tekućine. Viskoznost se obično označava grčkim slovom "µ". Viskoznost tekućine može se mjeriti pomoću viskozimetara i reometara. Jedinice za viskoznost su Pascal-sekunde (ili Nm-2s). CGS sustav koristi jedinicu "poise" nazvanu po Jean Louis Marie Poiseuilleu za mjerenje viskoznosti. Viskoznost tekućine također se može mjeriti pomoću nekoliko eksperimenata. Viskoznost tekućine ovisi o temperaturi. Viskoznost se smanjuje kako temperatura raste.
τ=μ ∂u/∂y
Jednadžbe i modeli viskoznosti vrlo su složeni za ne-Newtonove tekućine.
Koja je razlika između površinske napetosti i viskoznosti?
• Površinska napetost se može smatrati incidentom koji se javlja u tekućinama zbog neuravnoteženih međumolekularnih sila, dok se viskoznost javlja zbog sila na molekule koje se kreću.
• Površinska napetost prisutna je iu pokretnim iu nepokretnim tekućinama, ali se viskoznost pojavljuje samo u pokretnim tekućinama.
