Tensioni sipërfaqësor kundrejt viskozitetit
Viskoziteti dhe tensioni sipërfaqësor janë dy dukuri shumë të rëndësishme në lidhje me mekanikën dhe statikën e lëngjeve. Fusha të tilla si hidrodinamika, aerodinamika dhe madje edhe aviacioni preken nga pasojat e këtyre fenomeneve. Është jetike të kesh njohuri të shëndosha në këto fenomene për të shkëlqyer në fusha të tilla. Ky artikull do të krahasojë viskozitetin dhe tensionin sipërfaqësor dhe do të paraqesë ndryshimet midis të dyjave.
Çfarë është Tensioni Sipërfaqësor?
Konsideroni një lëng homogjen. Çdo molekulë në pjesët qendrore të lëngut do të ketë saktësisht të njëjtën sasi force duke e tërhequr atë në çdo anë. Molekulat përreth po e tërheqin molekulën qendrore në mënyrë uniforme në çdo drejtim. Tani merrni parasysh një molekulë sipërfaqësore. Ajo ka vetëm forca që veprojnë mbi të drejt lëngut. Forcat ngjitëse ajër-lëng nuk janë as afërsisht aq të forta sa forcat kohezive lëngu-lëng. Prandaj, molekulat sipërfaqësore tërhiqen drejt qendrës së lëngut, duke krijuar një shtresë të mbushur molekulash. Kjo shtresë sipërfaqësore e molekulave vepron si një film i hollë në lëng. Nëse marrim shembullin e jetës reale të kalimit të ujit, ai përdor këtë shtresë të hollë për t'u vendosur në sipërfaqen e ujit. Ajo rrëshqet në këtë shtresë. Nëse nuk është për këtë shtresë, ajo do të mbytet menjëherë. Tensioni sipërfaqësor përcaktohet si forca paralele me sipërfaqen pingul me një vijë të gjatësisë njësi të tërhequr në sipërfaqe. Njësitë e tensionit sipërfaqësor janë Nm-1 Tensioni sipërfaqësor përcaktohet gjithashtu si energji për njësi sipërfaqe. Kjo gjithashtu i jep tensionit sipërfaqësor një njësi të re Jm-2 Tensioni sipërfaqësor, i cili ndodh midis dy lëngjeve të papërziershëm, njihet si tensioni ndërfaqësor.
Çfarë është viskoziteti?
Viskoziteti përkufizohet si një masë e rezistencës së një lëngu, i cili është duke u deformuar ose nga stresi prerës ose nga stresi tërheqës. Me fjalë më të zakonshme, viskoziteti është "fërkimi i brendshëm" i një lëngu. Është referuar gjithashtu si trashësia e një lëngu. Viskoziteti është thjesht fërkimi midis dy shtresave të një lëngu kur të dy shtresat lëvizin në lidhje me njëra-tjetrën. Sir Isaac Newton ishte një pionier në mekanikën e lëngjeve. Ai supozoi se, për një lëng njutonian, sforcimi i prerjes midis shtresave është proporcional me gradientin e shpejtësisë në drejtimin pingul me shtresat. Konstanta proporcionale (faktori i proporcionalitetit) i përdorur këtu është viskoziteti i lëngut. Viskoziteti zakonisht shënohet me shkronjën greke "µ". Viskoziteti i një lëngu mund të matet duke përdorur viskometra dhe reometra. Njësitë e viskozitetit janë Pascal-sekonda (ose Nm-2s). Sistemi cgs përdor njësinë "poise" të quajtur sipas Jean Louis Marie Poiseuille për të matur viskozitetin. Viskoziteti i një lëngu mund të matet edhe me disa eksperimente. Viskoziteti i një lëngu varet nga temperatura. Viskoziteti zvogëlohet me rritjen e temperaturës.
τ=μ ∂u/∂y
Ekuacionet dhe modelet e viskozitetit janë shumë komplekse për lëngjet jo-njutoniane.
Cili është ndryshimi midis tensionit sipërfaqësor dhe viskozitetit?
• Tensioni sipërfaqësor mund të konsiderohet si një incident që ndodh në lëngje për shkak të forcave të pabalancuara ndërmolekulare, ndërsa viskoziteti ndodh për shkak të forcave në molekulat në lëvizje.
• Tensioni sipërfaqësor është i pranishëm si në lëngjet në lëvizje ashtu edhe në ato jolëvizëse, por viskoziteti shfaqet vetëm në lëngjet në lëvizje.
