Разница между поверхностным натяжением и вязкостью

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Поверхностное натяжение против вязкости

Вязкость и поверхностное натяжение - два очень важных явления, касающихся механики и статики жидкостей. Последствия этих явлений влияют на такие области, как гидродинамика, аэродинамика и даже авиация. Чтобы преуспеть в этих областях, жизненно важно хорошо разбираться в этих явлениях. В этой статье будет сравниваться вязкость и поверхностное натяжение и представлены 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. Сила сцепления воздух-жидкость даже близко не такая сильная, как сила сцепления жидкость-жидкость. Следовательно, поверхностные молекулы притягиваются к центру жидкости, создавая упакованный слой молекул. Этот поверхностный слой молекул действует как тонкая пленка на жидкости. Если мы возьмем реальный пример водомерки, он использует эту тонкую пленку, чтобы разместиться на поверхности воды. Он скользит по этому слою. Если бы не этот слой, он бы сразу утонул. Поверхностное натяжение определяется как сила, параллельная поверхности и перпендикулярная линии единичной длины, проведенной на поверхности. Единицы поверхностного натяжения Нм.^-1. Поверхностное натяжение также определяется как энергия на единицу площади. Это также придает поверхностному натяжению новую единицу Джм ^-2. Поверхностное натяжение, которое возникает между двумя несмешивающимися жидкостями, известно как межфазное натяжение.

Что такое вязкость?

Вязкость определяется как мера сопротивления жидкости, которая деформируется под действием напряжения сдвига или растяжения. Говоря более общими словами, вязкость - это «внутреннее трение» жидкости. Его также называют толщиной жидкости. Вязкость - это просто трение между двумя слоями жидкости, когда эти два слоя движутся относительно друг друга. Сэр Исаак Ньютон был пионером в области механики жидкостей. Он предположил, что для ньютоновской жидкости напряжение сдвига между слоями пропорционально градиенту скорости в направлении, перпендикулярном слоям. Используемая здесь константа пропорциональности (коэффициент пропорциональности) - это вязкость жидкости. Вязкость обычно обозначается греческой буквой «µ». Вязкость жидкости можно измерить с помощью вискозиметров и реометров. Единицы вязкости - паскаль-секунды (или Нм^-2 с). В системе cgs для измерения вязкости используется единица «пуаз», 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 для неньютоновских жидкостей очень сложны.

В чем разница между поверхностным натяжением и вязкостью?

• Поверхностное натяжение можно рассматривать как инцидент, который возникает в жидкостях из-за несбалансированных 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.