Содержание
Вязкость и плавучесть являются двумя факторами, которые влияют на жидкости, такие как жидкости и газы. На первый взгляд, термины кажутся очень похожими, так как оба, кажется, заставляют жидкость сопротивляться любому объекту, который проходит через него. Это на самом деле не соответствует действительности, поскольку оба термина на самом деле относятся к очень специфическим силам, оказываемым либо внешне, либо внутренне. Различия в обоих факторах приводят к тому, что жидкости и газы ведут себя совершенно по-разному.
плавучесть
Под плавучестью понимается направленная вверх сила, оказываемая жидкостью или газом на погруженный в нее объект. Это главная сила, которая позволяет объекту плавать. Однако, чтобы плавать, плавающий объект должен сместить большую массу воды, чем масса самого себя. В противном случае восходящая выталкивающая сила будет недостаточно велика, чтобы не допустить ее снижения. Это связано с плотностью воды; например, если вода более плотная, более тяжелый объект должен будет вытеснять ее меньше, чтобы оставаться на плаву, потому что вода будет иметь большую массу.
вязкость
Вязкость просто определяется как сопротивление жидкости или газа течению. Чем меньше склонен течь газ или жидкость, тем более он вязкий. Вязкость жидкостей и газов обусловлена их молекулярным составом; очень вязкие жидкости или газы имеют молекулярную структуру, которая вызывает сильное внутреннее трение при движении. Это трение естественно противостоит течению. Жидкости и газы с низким внутренним трением будут течь очень легко. Вязкость отличается от плавучести тем, что она описывает внутренние силы внутри вещества, а не восходящую силу, оказываемую веществом на другое вещество.
Плавающий и тонущий
Хотя оба фактора плавучести и вязкости позволят объекту плавать в течение ограниченного периода времени, вязкость не эффективна для поддержания объекта на плаву в течение неопределенного времени. Когда объект попадает в жидкость, вытесняемая им жидкость вынуждена течь вниз в любую сторону, освобождая место для объекта. В чрезвычайно вязкой жидкости этот поток будет значительно замедлен, что означает, что объект может некоторое время находиться на поверхности «вытесненной» жидкости перед тем, как погрузиться. Однако, несмотря на то, что трение замедляет внутреннее движение, это движение все еще происходит медленно, но верно, и объект, в конечном счете, опускается, если одна только вязкость является фактором.
Эффект тепла
Применение тепла также по-разному влияет на плавучесть и вязкость. Нагревание вязкого вещества уменьшит его вязкость, поскольку молекулы внутри будут получать больше энергии и смогут легче преодолевать внутреннее трение. Однако влияние тепла на плавучесть зависит от типа нагреваемой жидкости или газа. Как правило, нагрев жидкости уменьшает ее плотность, уменьшая ее способность оказывать выталкивающее усилие, поскольку масса вытесняемой жидкости на объем уменьшается. Однако некоторые жидкости, в том числе вода, могут слегка увеличивать плотность при небольшом нагревании. Вода наиболее плотна при 39,2 градусах по Фаренгейту, поэтому нагрев воды с 38 по 39 градусов по Фаренгейту фактически увеличит ее потенциал для плавучей силы.