Содержание
Вязкость жидкости означает, насколько легко она движется под нагрузкой. Высоковязкая жидкость будет двигаться быстрее, чем жидкость низкой вязкости. Термин жидкость относится к жидкостям и газам, которые оба имеют вязкость. Точный прогноз и измерение поведения жидкости в движении имеет важное значение при разработке эффективных промышленных установок и аппаратов.
Техническое определение
Жидкость в движении прилипает к поверхности сосуда, через который она течет. Это означает, что скорость жидкости должна быть равна нулю на стенке трубы или контейнера. Скорость жидкости увеличивается по мере удаления от поверхности сосуда, поэтому жидкость на самом деле движется через сосуд послойно. Деформация этой жидкости называется сдвигом: жидкость сдвигается, когда она проходит по твердой поверхности. Сопротивление этому сдвигу внутри жидкости называется вязкостью.
Причина вязкости
Вязкость обусловлена трением внутри жидкости. Это результат межмолекулярных сил между частицами внутри жидкости. Эти межмолекулярные силы противостоят сдвиговому движению жидкости, и вязкость жидкости прямо пропорциональна силе этих сил. Поскольку жидкость более упорядочена, чем газ, из этого следует, что вязкость любой жидкости должна быть значительно выше, чем вязкость любого газа.
Коэффициент вязкости
Каждая жидкость имеет свою специфическую вязкость, и ее мера называется коэффициентом вязкости, обозначаемым греческой буквой mu. Коэффициент прямо пропорционален величине напряжения, необходимого для сдвига жидкости. Вязкая жидкость требует большого напряжения или давления, чтобы двигаться; это понятно, поскольку густая жидкость менее легко деформируется из жидкой. Разница в скорости жидкости между краем контакта (где она равна нулю) и центром является еще одной мерой вязкости. Этот градиент скорости мал для вязких жидкостей, что означает, что скорость не намного больше в центре, чем к его краю.
Тепло влияет на вязкость
Поскольку вязкость обусловлена межмолекулярным взаимодействием, то на это свойство влияет тепло, учитывая, что тепло является результатом кинетической энергии молекул в жидкости. Однако тепло оказывает совсем другое влияние на жидкости и газы. Нагрев жидкости приводит к большему разделению ее молекул, что означает, что силы между ними ослаблены. Следовательно, вязкость жидкости уменьшается при нагревании. Нагрев газа вызывает обратное. Более быстро движущиеся молекулы газа будут чаще сталкиваться друг с другом, что приведет к увеличению вязкости.