Vad är viskositet i fysik?
Share
Viskositet är ett mått på hur resistent en vätska är för att försöka röra sig genom den. En vätska med låg viskositet sägs vara "tunn" medan en vätska med hög viskositet sägs vara "tjock". Det är lättare att röra sig genom en vätska med låg viskositet (som vatten) än en vätska med hög viskositet (som honung).
Viktiga takeaways: vikten av viskositet
- Viskositet, vätskans "tjocklek", hänvisar till hur resistent en vätska är för att röra sig genom den.
- Vatten har en låg eller "tunn" viskositet, till exempel medan honung har en "tjock" eller hög viskositet.
- Viskositetslagen har viktiga användningsområden inom bläckstråleskrivning, proteinformuleringar och injektioner och till och med mat- och dryckstillverkning.
Viskosdefinition
Viskositet hänför sig till vätskans tjocklek. Viskositet är resultatet av interaktion eller friktion mellan molekyler i en vätska. I likhet med friktion mellan rörliga fasta ämnen kommer viskositet att bestämma energin som krävs för att få ett fluidum att flöda.
I fysiken uttrycks viskositet ofta med hjälp av Isaac Newtons ekvation för vätskor, vilket liknar Newtons andra rörelselag. Denna lag säger att när en kraft verkar på ett föremål kommer den att få föremålet att accelerera. Ju större föremålets massa är, desto större måste kraften vara för att få den att accelerera.
Viskositetsformel
Viskositetsformeln uttrycks ofta med Newtons ekvation för vätskor:
F / A = n (dv / dr)
var F representerar kraft och EN representerar område. Så, FA, eller kraft dividerat med area, är ett annat sätt att definiera viskositet. Dv dividerat dr representerar "ren hastighet" eller hastigheten som vätskan rör sig. De n är en konstant enhet lika med 0,00089 Pa s (Pascal-sekund), som är en dynamisk viskositetsmätningsenhet. Denna lag har några viktiga praktiska tillämpningar såsom bläckstråleskrivning, proteinformuleringar / -injektioner och tillverkning av livsmedel och drycker.
Newtonsk och icke-Newtonsk vätskeviskositet
De vanligaste vätskorna, kallad Newtonian-vätskor, har en konstant viskositet. Det finns ett större motstånd när du ökar kraften, men det är en konstant proportionell ökning. Kort sagt, en Newtonian vätska fortsätter att fungera som en vätska, oavsett hur mycket kraft som läggs i den.
Däremot är viskositeten för icke-Newtonian vätskor inte konstant utan varierar snarare mycket beroende på den kraft som appliceras. Ett klassiskt exempel på en icke-Newtonsk vätska är Oobleck (ibland kallat "slem", och ofta gjord i grundskolevetenskaper), som uppvisar solidartat beteende när en stor mängd kraft används på den. En annan uppsättning av icke-Newtonianska vätskor kallas magnetorologiska vätskor. Dessa svarar på magnetfält genom att bli nästan solida men återgår till sitt vätsketillstånd när de tas bort från magnetfältet
Varför viskositet är viktigt i det dagliga livet
Viskositet kan tyckas vara av mindre betydelse i vardagen, men det kan faktiskt vara mycket viktigt på många olika områden. Till exempel:
- Smörjning i fordon. När du lägger olja i din bil eller lastbil bör du vara medveten om dess viskositet. Det beror på att viskositeten påverkar friktion och friktion i sin tur påverkar värmen. Dessutom påverkar viskositeten också oljeförbrukningstakten och hur lätt fordonet kommer att starta under varma eller kalla förhållanden. Vissa oljor har en stabilare viskositet, medan andra reagerar på värme eller kyla; om din oljas viskositetsindex är lågt kan det bli tunnare när det värms, vilket kan orsaka problem när du kör din bil en varm sommardag.
- Matlagning. Viskositet spelar en viktig roll i matlagning och servering. Matoljor kan eller inte förändra viskositeten när de värms, medan många blir mycket mer viskösa när de svalnar. Fett, som är måttligt visköst vid upphettning, blir fast när det kyls. Olika kök förlitar sig också på viskositeten hos såser, soppor och grytor. En tjock potatis- och purjolöksoppa, till exempel när den är mindre viskös, blir fransk vichyssoise. Vissa viskösa vätskor lägger textur till livsmedel; honung, till exempel, är ganska viskös och kan förändra "munkänslan" på en maträtt.
- Tillverkning. Tillverkningsutrustning kräver lämplig smörjning för att fungera smidigt. Smörjmedel som är för viskösa kan fastna och täppa rörledningar. Smörjmedel som är för tunna ger för lite skydd för rörliga delar.
- Medicin. Viskositet kan vara av avgörande betydelse inom medicinen eftersom vätskor införs intravenöst i kroppen. Blodviskositet är en viktig fråga: blod som är för visköst kan bilda farliga inre blodproppar, medan blod som är för tunt inte kommer att koagulera; detta kan leda till farlig blodförlust och till och med död.
