Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Viskosität

Oberflächenspannung gegen Viskosität

Viskosität und Oberflächenspannung sind zwei sehr wichtige Phänomene in Bezug auf die Mechanik und Statik von Flüssigkeiten. Felder wie Hydrodynamik, Aerodynamik und sogar Luftfahrt sind von den Folgen dieser Phänomene beeinflusst. Es ist wichtig, in diesen Phänomenen ein solides Wissen in solchen Bereichen zu haben. Dieser Artikel vergleichen Viskosität und Oberflächenspannung und präsentiert die Unterschiede zwischen den beiden.

Was ist Oberflächenspannung?

Betrachten Sie eine homogene Flüssigkeit. Jedes Molekül in zentralen Teilen der Flüssigkeit hat genau die gleiche Kraftmenge, die es auf jede Seite zieht. Die umgebenden Moleküle ziehen das zentrale Molekül gleichmäßig auf alle Richtungen. Betrachten Sie nun ein Oberflächenmolekül. Es hat nur Kräfte, die auf die Flüssigkeit auf sie zu wirken. Die Luft - flüssige Klebstoffkräfte sind nicht einmal annähernd so stark wie die flüssige Flüssigkeitskohäsionskräfte. Daher werden die Oberflächenmoleküle in die Mitte der Flüssigkeit angezogen, wodurch eine verpackte Schicht von Molekülen erzeugt wird. Diese Oberflächenschicht von Molekülen fungiert als dünner Film auf der Flüssigkeit. Wenn wir das echte Beispiel des Wasserstriders nutzen, verwendet er diesen dünnen Film, um sich auf die Oberfläche des Wassers zu legen. Es gleitet auf dieser Schicht. Wenn es nicht für diese Schicht ist, würde sie sofort ertrinken. Die Oberflächenspannung ist definiert als die Kraft, die parallel zur Oberfläche senkrecht zu einer auf der Oberfläche gezogenen Länge der Einheitslänge. Die Einheiten der Oberflächenspannung sind NM^-1. Die Oberflächenspannung wird auch als Energie pro Flächeneinheit definiert. Dies gibt auch Oberflächenspannung eine neue Einheit JM^-2. Oberflächenspannung, die zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten auftritt, ist als Grenzflächenspannung bekannt.

Was ist Viskosität?

Die Viskosität ist definiert als ein Maß für den Widerstand einer Flüssigkeit, die entweder durch Scherbeanspruchung oder Zugspannung deformiert wird. In häufigerer Worte ist Viskosität die „innere Reibung“ einer Flüssigkeit. Es wird auch als die Dicke einer Flüssigkeit bezeichnet. Viskosität ist einfach die Reibung zwischen zwei Schichten einer Flüssigkeit, wenn sich die beiden Schichten relativ zueinander bewegen. Sir Isaac Newton war ein Pionier in der Flüssigkeitsmechanik. Er postulierte, dass die Scherbeanspruchung zwischen den Schichten für eine Newtonsche Flüssigkeit proportional zum Geschwindigkeitsgradienten in der Richtung senkrecht zu den Schichten ist. Die hier verwendete Proportionalkonstante (Verhältnismäßigkeitsfaktor) ist die Viskosität der Flüssigkeit. Die Viskosität wird normalerweise durch den griechischen Buchstaben „µ“ bezeichnet. Die Viskosität einer Flüssigkeit kann unter Verwendung von Visometern und Rheometern gemessen werden. Die Viskositätseinheiten sind Pascalsekunden (oder NM^-2S). Das CGS -System verwendet die nach Jean Louis Marie Poiseeuille benannte Einheit „Ausgeglichen“, um die Viskosität zu messen. Die Viskosität einer Flüssigkeit kann auch durch mehrere Experimente gemessen werden. Die Viskosität einer Flüssigkeit hängt von der Temperatur ab. Die Viskosität nimmt mit zunehmender Temperatur ab.

τ = μ ∂u/∂y

Viskositätsgleichungen und Modelle sind sehr komplex für nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.