Ero Pintajännityksen Ja Viskositeetin Välillä

2024 Kirjoittaja: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 08:38

Pintajännitys vs viskositeetti

Viskositeetti ja pintajännitys ovat kaksi erittäin tärkeää ilmiötä nesteiden mekaniikassa ja staattisuudessa. Näiden ilmiöiden seuraukset vaikuttavat hydrodynamiikan, aerodynamiikan ja jopa ilmailun kaltaisiin aloihin. On ehdottoman tärkeää, että sinulla on vankka tietämys näistä ilmiöistä, jotta voit pärjätä sellaisilla aloilla. Tässä artikkelissa verrataan viskositeettia ja pintajännitystä ja esitetään näiden kahden väliset erot.

Mikä on pintajännitys?

Tarkastellaan homogeenista nestettä. Jokaisella nesteen keskiosassa olevalla molekyylillä on täsmälleen sama määrä voimaa, joka vetää sen jokaiselle puolelle. Ympäröivät molekyylit vetävät keskusmolekyyliä tasaisesti joka suuntaan. Harkitse nyt pintamolekyyliä. Sillä on vain voimia, jotka vaikuttavat siihen nestettä kohti. Ilma-neste-tarttuvuusvoimat eivät ole edes läheskään yhtä vahvoja kuin neste-neste-tarttumisvoimat. Siksi pintamolekyylit vetävät puoleensa nesteen keskustaa, mikä luo pakatun molekyylikerroksen. Tämä molekyylien pintakerros toimii ohutkalvona nesteessä. Jos otamme tosielämän esimerkin vesisäteilijästä, se käyttää tätä ohutta kalvoa asettamaan itsensä veden pinnalle. Se liukuu tälle kerrokselle. Jos se ei ole tätä kerrosta, se hukkuisi välittömästi. Pintajännitys määritellään voimaksi, joka on yhdensuuntainen pinnan kanssa kohtisuorassa pinnalle piirrettyyn yksikköviivaan nähden. Pintajännitysyksiköt ovat Nm^-1. Pintajännitys määritellään myös energiana pinta-alayksikköä kohti. Tämä antaa myös pintajännitykselle uuden yksikön Jm ^-2. Pintajännitys, joka esiintyy kahden sekoittumattoman nesteen välillä, tunnetaan rajapintajännityksenä.

Mikä on viskositeetti?

Viskositeetti määritellään nesteen vastuksen mittana, jota muodonmuutos tapahtuu joko leikkausjännityksestä tai vetojännityksestä. Yleisemmillä sanoilla viskositeetti on nesteen "sisäinen kitka". Sitä kutsutaan myös nesteen paksuudeksi. Viskositeetti on yksinkertaisesti kitka kahden nestekerroksen välillä, kun nämä kaksi kerrosta liikkuvat toistensa suhteen. Sir Isaac Newton oli nestemekaniikan edelläkävijä. Hän oletti, että Newtonin nesteessä kerrosten välinen leikkausjännitys on verrannollinen nopeusgradienttiin kerroksiin kohtisuorassa suunnassa. Tässä käytetty suhteellinen vakio (suhteellisuuskerroin) on nesteen viskositeetti. Viskositeetti on yleensä merkitty kreikkalaisella kirjaimella”µ”. Nesteen viskositeetti voidaan mitata viskosimetreillä ja reometreillä. Viskositeetin yksiköt ovat Pascal-sekuntia (tai Nm^-2 s). Cgs-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuillen nimettyä yksikköä "poise" viskositeetin mittaamiseen. Nesteen viskositeetti voidaan mitata myös useilla kokeilla. Nesteen viskositeetti riippuu lämpötilasta. Viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskositeettiyhtälöt ja mallit ovat hyvin monimutkaisia muille kuin Newtonin nesteille.

Mitä eroa on pintajännityksellä ja viskositeetilla?

• Pintajännitystä voidaan pitää tapahtumana, joka tapahtuu nesteissä epätasapainon välisten molekyylien välisten voimien vuoksi, kun taas viskositeetti tapahtuu liikkuvien molekyylien voimista johtuen.

• Pintajännitystä esiintyy sekä liikkuvissa että liikkumattomissa nesteissä, mutta viskositeetti näkyy vain liikkuvissa nesteissä.