Поверхностное натяжение и вязкость
Вязкость и поверхностное натяжение - два очень важных явления, касающихся механики и статики жидкостей. Последствия этих явлений затрагивают такие области, как гидродинамика, аэродинамика и даже авиация. Жизненно важно иметь глубокие знания в этих явлениях, чтобы преуспеть в таких областях. В этой статье мы сравним вязкость и поверхностное натяжение и представим различия между ними.
Что такое поверхностное натяжение?
Рассмотрим однородную жидкость. Каждая молекула в центральных частях жидкости будет иметь одинаковую силу, тянущую ее во все стороны. Окружающие молекулы равномерно тянут центральную молекулу во всех направлениях. Теперь рассмотрим поверхностную молекулу. На него действуют только силы по направлению к жидкости. Силы сцепления воздух-жидкость даже близко не так сильны, как силы сцепления жидкость-жидкость. Поэтому поверхностные молекулы притягиваются к центру жидкости, создавая уплотненный слой молекул. Этот поверхностный слой молекул действует как тонкая пленка на жидкости. Если мы возьмем водомерку из реальной жизни, то увидим, что она использует эту тонкую пленку, чтобы расположиться на поверхности воды. Он скользит по этому слою. Если бы не этот слой, он бы сразу утонул. Поверхностное натяжение определяется как сила, направленная параллельно поверхности перпендикулярно линии единичной длины, проведенной на поверхности. Единицы поверхностного натяжения: Нм-1 Поверхностное натяжение также определяется как энергия на единицу площади. Это также дает новую единицу поверхностного натяжения Jm-2 Поверхностное натяжение, возникающее между двумя несмешивающимися жидкостями, известно как межфазное натяжение.
Что такое вязкость?
Вязкость определяется как мера сопротивления жидкости, которая деформируется под действием напряжения сдвига или напряжения растяжения. Другими словами, вязкость - это «внутреннее трение» жидкости. Его также называют плотностью жидкости. Вязкость - это просто трение между двумя слоями жидкости, когда два слоя движутся друг относительно друга. Сэр Исаак Ньютон был пионером в области гидромеханики. Он постулировал, что для ньютоновской жидкости касательное напряжение между слоями пропорционально градиенту скорости в направлении, перпендикулярном слоям. Используемая здесь постоянная пропорциональности (коэффициент пропорциональности) представляет собой вязкость жидкости. Вязкость обычно обозначается греческой буквой «µ». Вязкость жидкости можно измерить с помощью вискозиметров и реометров. Единицами вязкости являются Паскаль-секунды (или Нм-2с). В системе СГС для измерения вязкости используется единица «уравновешенность», названная в честь Жана-Луи-Мари Пуазейля. Вязкость жидкости также можно измерить с помощью нескольких экспериментов. Вязкость жидкости зависит от температуры. Вязкость уменьшается с повышением температуры.
τ=μ ∂u/∂y
Уравнения и модели вязкости очень сложны для неньютоновских жидкостей.
В чем разница между поверхностным натяжением и вязкостью?
• Поверхностное натяжение можно рассматривать как явление, возникающее в жидкостях из-за неуравновешенных межмолекулярных сил, тогда как вязкость возникает из-за сил, действующих на движущиеся молекулы.
• Поверхностное натяжение присутствует как в движущихся, так и в неподвижных жидкостях, но вязкость проявляется только в движущихся жидкостях.
