Paviršiaus įtempimo ir klampumo skirtumas

Paviršiaus įtempis ir klampumas

Klampumas ir paviršiaus įtempimas yra du labai svarbūs reiškiniai, susiję su skysčių mechanika ir statika. Šių reiškinių padariniai turi tokias sritis kaip hidrodinamika, aerodinamika ir net aviacija. Būtina turėti išmanymą apie šiuos reiškinius, kad būtų geriau tokiose srityse. Šiame straipsnyje bus palygintas klampumas ir paviršiaus įtempis bei pateikti skirtumai tarp jų.

Kas yra paviršiaus įtempis?

Apsvarstykite vienalytį skystį. Kiekviena molekulė, esanti centrinėse skysčio dalyse, turės tiksliai tiek pat jėgos, kad trauktų ją į kiekvieną pusę. Aplinkinės molekulės centrinę molekulę tolygiai traukia kiekviena kryptimi. Dabar apsvarstykite paviršiaus molekulę. Jį veikia tik skystis. Oro ir skysčio lipniosios jėgos nėra net tokios stiprios kaip skysčio ir skysčio rišamosios jėgos. Todėl paviršiaus molekulės pritraukiamos prie skysčio centro ir susidaro supakuotas molekulių sluoksnis. Šis paviršinis molekulių sluoksnis veikia kaip plona plėvelė ant skysčio. Jei imtume realų vandens viryklės pavyzdį, ji naudotųsi šia plona plėvele, kad atsidurtų vandens paviršiuje. Jis slysta ant šio sluoksnio. Jei tai nėra šis sluoksnis, jis būtų nedelsiant nuskandinamas. Paviršiaus įtempimas yra apibrėžiamas kaip jėga, lygiagreti paviršiui, statmenai paviršiaus ilgio linijai, nubrėžtai ant paviršiaus. Paviršiaus įtempio vienetai yra Nm^-1. Paviršiaus įtempimas taip pat apibrėžiamas kaip energija ploto vienetui. Tai taip pat suteikia paviršiaus įtempimui naują vienetą Jm^-2. Paviršiaus įtempis, atsirandantis tarp dviejų nesimaišančių skysčių, yra žinomas kaip paviršiaus įtempis.

Kas yra klampumas?

Klampumas yra apibrėžiamas kaip skysčio, kurį deformuoja šlyties arba tempimo įtempiai, atsparumo matas. Paprastai tariant, klampumas yra skysčio „vidinė trintis“. Tai taip pat vadinama skysčio storiu. Klampumas yra paprasčiausia trintis tarp dviejų skysčio sluoksnių, kai du sluoksniai juda vienas kito atžvilgiu. Seras Isaacas Newtonas buvo skysčių mechanikos pradininkas. Jis postuliavo, kad niutono skysčiui šlyties įtempis tarp sluoksnių yra proporcingas greičio gradientui statmenai sluoksniams. Čia naudojama proporcinga konstanta (proporcingumo koeficientas) yra skysčio klampumas. Klampumas paprastai žymimas graikiška raide „µ“. Skysčio klampumą galima išmatuoti naudojant viskozimetrus ir reometrus. Klampos vienetai yra Paskalio sekundės (arba Nm^-2s). CGS sistemoje klampumui matuoti naudojamas vienetas „poise“, pavadintas Jean Louis Marie Poiseuille vardu. Skysčio klampumą taip pat galima išmatuoti keliais eksperimentais. Skysčio klampumas priklauso nuo temperatūros. Klampumas mažėja didėjant temperatūrai.

τ = μ ∂u / ∂y

Klampumo lygtys ir modeliai yra labai sudėtingi ne Niutono skysčiams.