Mis on viskoossus füüsikas?

Viskoossus on mõõt, mis näitab, kui vastupidav a vedelik on katsed sellest läbi liikuda. Väikese viskoossusega vedelikku peetakse "õhukeseks", kõrge viskoossusega vedelikuks aga "paksuks". Madala viskoossusega vedeliku (näiteks vee) kaudu on lihtsam liikuda kui kõrge viskoossusega vedeliku (näiteks vee) kaudu mesi).

Peamised võtmed: viskoossuse olulisus

Viskoossus viitab vedeliku paksusele. Viskoossus tuleneb vedeliku molekulide vastastikmõjust või hõõrdumisest. Sarnaselt liikuvate tahkete ainete hõõrdumisega määrab viskoossus vedeliku voolamiseks vajaliku energia.

Füüsikas väljendatakse viskoossust sageli Isaac Newtoni vedelike võrrandi abil, mis sarnaneb Newtoni

Viskoossuse valemit väljendatakse sageli kasutades Newtonvedelike võrrand:

F / A = n (dv / dr)

kus F tähistab jõudu ja A tähistab ala. Niisiis, F / Avõi jõud pindalaga jagades on veel üks viis viskoossuse määratlemiseks. Dv jagatud dr tähistab õhukest kiirust ehk vedeliku liikumiskiirust. n on püsiv ühik, mis võrdub 0,00089 Pa s (Pascal-sekund), mis on dünaamiline viskoossuse mõõtühik. Sellel seadusel on mõned olulised praktilised rakendused, nagu tindiprinter, valgupreparaadid / süstid ja toidu / joogi tootmine.

Enamikul levinud vedelikel, mida nimetatakse Newtoni vedelikeks, on püsiv viskoossus. Kui suurendate jõudu, on suurem takistus, kuid see on pidev proportsionaalne suurenemine. Lühidalt öeldes toimib Newtoni vedelik nagu vedelik, hoolimata sellest, kui palju jõudu sellele pannakse.

Seevastu mitte-Newtoni vedelike viskoossus ei ole konstantne, vaid varieerub sõltuvalt rakendatavast jõust suuresti. Klassikaline näide mitte-Newtoni vedelikust on Oobleck (mida mõnikord nimetatakse "limaks" ja mida tehakse sageli põhikooli loodusteaduste tundides), mis käitub kindlalt, kui sellele rakendatakse suurt jõudu. Veel üks mitte-Newtoni vedelike komplekt on tuntud kui magnetorheoloogilised vedelikud. Need reageerivad magnetväljadele, muutudes peaaegu tahkeks, kuid pöörduvad magnetväljalt eemaldudes tagasi oma vedelikku

Kuigi viskoossus võib igapäevaelus tunduda vähetähtis, võib see tegelikult olla väga oluline paljudes erinevates valdkondades. Näiteks:

• Sõidukite määrimine. Autosse või veokisse õli pannes peaksite olema teadlik selle viskoossusest. Seda seetõttu, et viskoossus mõjutab hõõrdumist ja hõõrdumine omakorda mõjutab kuumust. Lisaks mõjutab viskoossus ka õli tarbimise kiirust ja teie auto käivitamise lihtsust kuumas või külmas. Mõnel õlil on stabiilsem viskoossus, samas kui teised reageerivad kuumusele või külmale; kui teie õli viskoossusindeks on madal, võib see kuumenedes muutuda õhemaks, mis võib põhjustada probleeme kuumal suvepäeval auto kasutamisel.
• Kokkamine. Viskoossusel on oluline roll toidu valmistamisel ja serveerimisel. Toiduõlid võivad kuumutamisel viskoossust muuta või mitte, samas kui paljud muutuvad jahtumisel palju viskoossemaks. Rasvad, mis on kuumutamisel mõõdukalt viskoossed, muutuvad jahutamisel tahkeks. Erinevad köögid sõltuvad ka kastmete, suppide ja hautiste viskoossusest. Paks kartuli- ja porrulisupp, kui see on näiteks vähem viskoosne, muutub prantsuse vichyssoise'iks. Mõned viskoossed vedelikud lisavad toitudele tekstuuri; Näiteks mesi on üsna viskoosne ja võib muuta nõude "suu tunnet".
• Tootmine. Tootmisseadmed vajavad sujuvaks tööks sobivat määrimist. Liiga viskoossed määrdeained võivad torustikku ummistada ja ummistuda. Liiga õhukesed määrdeained pakuvad liikuvatele osadele liiga vähe kaitset.
• Meditsiin. Viskoossusel võib olla meditsiinis kriitiline tähtsus, kuna vedelikud viiakse kehasse intravenoosselt. Vere viskoossus on peamine probleem: liiga viskoosne veri võib moodustada ohtlikke sisemisi hüübimisi, samal ajal kui liiga õhuke veri ei hüübi; see võib põhjustada ohtlikku verekaotust ja isegi surma.