Conţinut
Vâscozitatea unui fluid se referă la cât de ușor se mișcă sub stres. Un fluid puternic vâscos se va mișca mai ușor decât un fluid cu vâscozitate scăzută. Termenul fluid se referă la lichide și gaze ambele având vâscozitate. Predicția și măsurarea exactă a comportamentului unui fluid în mișcare este esențială în proiectarea instalațiilor și aparatelor industriale eficiente.
Definiție tehnică
Un fluid în mișcare aderă la suprafața vasului prin care curge. Aceasta înseamnă că viteza unui fluid trebuie să fie zero la peretele conductei sau a containerului. Viteza fluidului crește departe de suprafața vasului, deci un fluid se deplasează de fapt printr-un vas în straturi. Deformația acestui fluid se numește forfecare: un fluid este forfecat atunci când trece pe o suprafață solidă. Rezistența la această forfecare din interiorul fluidului se numește vâscozitate.
Cauza vâscozității
Vâscozitatea este cauzată de frecare în interiorul unui fluid. Este rezultatul forțelor intermoleculare între particule dintr-un fluid. Aceste forțe intermoleculare rezistă mișcării de forfecare a fluidului, iar vâscozitatea unui fluid este direct proporțională cu rezistența acestor forțe. Întrucât un lichid este mai ordonat decât un gaz, rezultă că vâscozitatea oricărui lichid trebuie să fie considerabil mai mare decât vâscozitatea oricărui gaz.
Coeficient de vâscozitate
Fiecare fluid are o vâscozitate specifică, iar măsura aceasta se numește Coeficientul vâscozității, notat prin litera greacă mu. Coeficientul este direct proporțional cu cantitatea de efort necesară pentru forfecarea unui fluid. Un fluid vâscos necesită multă tensiune sau presiune pentru a se deplasa; acest lucru reprezintă rațiunea, deoarece un fluid gros deformează mai puțin ușor un fluid subțire. Diferența de viteză a unui fluid între marginea de contact (unde este zero) și centrul este o altă măsură a vâscozității. Acest gradient de viteză este mic pentru fluidele vâscoase, ceea ce înseamnă că viteza nu este mult mai mare în centru decât spre marginea sa.
Căldura afectează vâscozitatea
Întrucât vâscozitatea se datorează interacțiunii intermoleculare, deci această proprietate este afectată de căldură, având în vedere că căldura este rezultatul energiei cinetice a moleculelor dintr-un fluid. Totuși, căldura are un efect foarte diferit asupra lichidelor și gazelor. Încălzirea unui lichid duce la o separare mai mare a moleculelor sale, ceea ce înseamnă că forțele dintre acestea sunt slăbite. În consecință, vâscozitatea unui lichid scade atunci când este încălzit. Încălzirea unui gaz determină inversul. Moleculele de gaz care se deplasează mai rapid se vor ciocni mai des între ele, ceea ce duce la o creștere a vâscozității.