Kas ir viskozitāte fizikā?

Viskozitāte ir mērījums tam, cik izturīga ir a šķidrums ir mēģinājumi iziet caur to. Šķidrums ar zemu viskozitāti tiek uzskatīts par "plānu", savukārt šķidrums ar augstu viskozitāti - par "biezu". Caur šķidrumu ar zemu viskozitāti (piemēram, ūdeni) ir vieglāk pārvietoties nekā ar šķidrumu ar augstu viskozitāti (piemēram, ūdeni) medus).

Galvenās izņemtās preces: viskozitātes nozīme

Viskozitāte attiecas uz šķidruma biezumu. Viskozitāte rodas šķidruma molekulu mijiedarbības vai berzes rezultātā. Līdzīgi kā berzei starp kustīgām cietām vielām, viskozitāte noteiks enerģiju, kas nepieciešama šķidruma plūsmai.

Fizikā viskozitāti bieži izsaka, izmantojot Īzaka Ņūtona vienādojumu šķidrumiem, kas ir līdzīgs Ņūtona

Viskozitātes formulu bieži izsaka, izmantojot Ņūtonsšķidrumu vienādojums:

F / A = n (dv / dr)

kur F apzīmē spēku un A apzīmē apgabalu. Tātad, F / A, vai spēks, dalīts pa laukumu, ir vēl viens veids, kā noteikt viskozitāti. Dv sadalīts dr apzīmē “milzīgo ātrumu” vai šķidruma kustības ātrumu. n ir konstanta vienība, kas vienāda ar 0,00089 Pa s (Pascal-second), kas ir dinamiskas viskozitātes mērīšanas vienība. Šim likumam ir daži svarīgi praktiski pielietojumi, piemēram, tintes drukāšana, olbaltumvielu sagatavošana / injekcijas un pārtikas / dzērienu ražošana.

Visizplatītākajiem šķidrumiem, ko sauc par Ņūtona šķidrumiem, ir nemainīga viskozitāte. Palielinot spēku, ir lielāka pretestība, bet tas ir nemainīgs proporcionāls pieaugums. Īsāk sakot, Ņūtona šķidrums turpina darboties kā šķidrums neatkarīgi no tā, cik liels spēks tajā tiek ielikts.

Turpretī šķidrumu, kas nav Ņūtona, viskozitāte nav nemainīga, bet drīzāk ļoti mainās atkarībā no pielietotā spēka. Klasisks šķidruma, kas nav ņūtonietis, piemērs Oobleck (dažreiz sauktas par “gļotām” un bieži tiek veidotas pamatskolas dabaszinātņu stundās), kas izrāda cietsirdīgu izturēšanos, kad uz to tiek izmantots liels spēka daudzums. Vēl viens šķidrumu komplekts, kas nav Ņūtona, ir pazīstams kā magnetorheoloģiskie šķidrumi. Tie reaģē uz magnētiskajiem laukiem, kļūstot gandrīz stabili, bet atjaunojas savā šķidruma stāvoklī, kad tos noņem no magnētiskā lauka

Kaut arī viskozitātei ikdienas dzīvē var šķist mazsvarīga nozīme, tā faktiski var būt ļoti svarīga daudzās dažādās jomās. Piemēram:

• Transportlīdzekļu eļļošana. Ieliecot eļļu automašīnā vai kravas automašīnā, jums jāzina tās viskozitāte. Tas ir tāpēc, ka viskozitāte ietekmē berzi, un berze, savukārt, ietekmē karstumu. Turklāt viskozitāte ietekmē arī eļļas patēriņa ātrumu un jūsu automašīnas iedarbināšanas vieglumu karstā vai aukstā laikā. Dažām eļļām ir stabilāka viskozitāte, bet citas reaģē uz karstumu vai aukstumu; ja jūsu eļļas viskozitātes indekss ir zems, tā sakarstot var kļūt plānāka, kas var radīt problēmas, strādājot ar automašīnu karstā vasaras dienā.
• Ēdienu gatavošana. Pārtikas sagatavošanā un pasniegšanā nozīmīga loma ir viskozitātei. Cepamās eļļas var vai nevar mainīt viskozitāti, tās karsējot, savukārt daudzas, atdziestot, kļūst daudz viskozākas. Tauki, kas karsējot ir vidēji viskozi, atdzesēti kļūst cietie. Dažādas virtuves paļaujas arī uz mērču, zupu un sautējumu viskozitāti. Bieza kartupeļu un puravu zupa, piemēram, kad tā ir mazāk viskoza, kļūst par franču vichyssoise. Daži viskozie šķidrumi pievieno tekstūru pārtikas produktiem; Piemēram, medus ir diezgan viskozs un var mainīt trauka “mutes sajūtu”.
• Ražošana. Ražošanas iekārtai nepieciešama atbilstoša eļļošana, lai tā darbotos nevainojami. Pārāk viskozas smērvielas var iestrēgt un aizsērēt cauruļvadus. Pārāk plānas smērvielas nodrošina pārāk mazu aizsardzību kustīgajām detaļām.
• Medicīna. Viskozitātei var būt kritiska nozīme medicīnā, jo šķidrumus organismā ievada intravenozi. Asins viskozitāte ir būtiska problēma: pārāk viskozas asinis var veidot bīstamus iekšējos recekļus, savukārt pārāk plānas asinis nesarecēs; tas var izraisīt bīstamu asins zudumu un pat nāvi.