Какво е вискозитетът във физиката?

Вискозитетът е измерване на устойчивостта на a течност е да се опитвате да се движите през него. За течност с нисък вискозитет се казва, че е "тънка", докато за течност с висок вискозитет се казва, че е "гъста". По-лесно е да се движите през течност с нисък вискозитет (като вода), отколкото с високо вискозитетна течност (например пчелен мед).

Ключови заведения: Значение на вискозитета

Вискозитетът се отнася до дебелината на течността. Вискозитетът е резултат от взаимодействието или триенето между молекулите в течност. Подобно на триенето между движещи се твърди частици, вискозитетът ще определи енергията, необходима за течението на течността.

Във физиката вискозитетът често се изразява с помощта на уравнението на Исак Нютон за течности, което е подобно на това на Нютон втори закон на движение. Този закон гласи, че когато сила действа върху даден обект, това ще доведе до ускоряване на обекта. Колкото по-голяма е масата на обекта, толкова по-голяма сила ще трябва да бъде, за да го ускори.

Формулата за вискозитет често се изразява чрез използване Нютонуравнение на течности:

F / A = n (dv / dr)

където F представлява сила и А представлява площ. Така, F / Aили сила, разделена на площ, е друг начин за определяне на вискозитета. Dv разделен д-р представлява "чистата скорост" или скоростта, която течността се движи. Най- н е постоянна единица, равна на 0,00089 Pa s (Паскал-секунда), която е единица за динамично измерване на вискозитет. Този закон има някои важни практически приложения като мастиленоструен печат, протеинови състави / инжекции и производство на храни / напитки.

Най-често течностите, наречени нютонови флуиди, имат постоянен вискозитет. Има по-голямо съпротивление, докато увеличавате силата, но това е постоянно пропорционално увеличение. Накратко, нютонова течност продължава да действа като течност, без значение колко сила е вложена в нея.

За разлика от това, вискозитетът на неньютонови течности не е постоянен, а по-скоро варира значително в зависимост от приложената сила. Класически пример за не-нютонова течност е Oobleck (понякога наричана „слуз“, а често се прави в часовете по начално училище по наука), която проявява твърдо поведение, когато върху нея се използва голямо количество сила. Друг набор от неньютонови течности е известен като магнитореологични течности. Те реагират на магнитни полета, като стават почти твърди, но се връщат към течното си състояние, когато са отстранени от магнитното поле

Въпреки че вискозитетът може да изглежда незначителен в ежедневния живот, той всъщност може да бъде много важен в много различни области. Например:

• Смазване в превозни средства. Когато слагате масло в колата или камиона, трябва да сте наясно с вискозитета му. Това е така, защото вискозитетът влияе на триенето, а триенето от своя страна влияе на топлината. В допълнение, вискозитетът също влияе върху скоростта на консумация на масло и лекотата, с която вашето превозно средство ще стартира в горещи или студени условия. Някои масла имат по-стабилен вискозитет, докато други реагират на топлина или студ; ако индексът на вискозитет на маслото ви е нисък, той може да стане по-тънък, тъй като се нагрява, което може да доведе до проблеми, докато управлявате колата си в горещ летен ден.
• Готвене. Вискозитетът играе важна роля в приготвянето и сервирането на храна. Готварските масла могат или не могат да променят вискозитета, докато се нагряват, докато много от тях стават много по-вискозни, докато изстинат. Мазнините, които са умерено вискозни при нагряване, стават твърди при охлаждане. Различните кухни също разчитат на вискозитета на сосове, супи и яхнии. Гъста супа от картофи и праз, например, когато е по-малко вискозна, става френска вишисоза. Някои вискозни течности добавят текстура към храните; медът например е доста вискозен и може да промени "усещането в устата" на ястие.
• Производство. Производственото оборудване изисква подходящо смазване, за да работи безпроблемно. Прекалено вискозните смазки могат да заседнат и запушат тръбопроводите. Прекалено тънките смазки осигуряват твърде малка защита на движещите се части.
• Medicine. Вискозитетът може да бъде от критично значение за медицината, тъй като течностите се въвеждат в тялото интравенозно. Вискозитетът на кръвта е основен проблем: кръвта, която е твърде вискозна, може да образува опасни вътрешни съсиреци, докато кръвта, която е твърде тънка, няма да се съсирва; това може да доведе до опасна загуба на кръв и дори смърт.