Viskositeit

Illustrasie van viskositeit; Die vloeistof aan die bokant het 'n laer viskositeit as die vloeistof aan die onderkant.

Viskositeit is 'n maatstaf van die weerstand van 'n vloeistof teen skuif- of trekspannings wat dit probeer vervorm. In alledaagse terme word daar na die eienskap verwys as die "dikte" van die vloeistof of die vloeibaarheid. Water word gesien as 'n "dun" vloeistof, terwyl heuning 'n "dik" vloeistof is met 'n hoër viskositeit. Viskositeit beskryf die vloeier se interne weerstand teen vloei en kan aan gedink word as vloeistofwrywing. 'n Baie hoë viskositeit magma sal byvoorbeeld 'n steil stratovulkaan vorm omdat dit nie baie ver kan vloei voordat dit afkoel nie, terwyl 'n lae viskositeit magma 'n wyer vlakker vulkaan vorm omdat die magma vinniger vloei.

Alle ware vloeistowwe het 'n mate van weerstand tot spannings. 'n Teoretiese vloeistof met geen weerstand teen spanning nie staan bekend as 'n ideale vloeistof. Die studie van viskositeit staan bekend as reologie.

Etimologie

Die woord "viskositeit" is afgelei van die Latynse woord viscum wat verwys na 'n spesifieke parasitiese plant viscum album (voëlent). 'n Stroperige gom is van die bessies van die plant vervaardig.

Viskositeitskoëffisiënte

Wanneer 'n mate van viskositeit aangedui word is dit gebruiklik om 'n koëffisiënt van viskositeit aan te haal. Daar is verskeie viskositeitskoëffisiënte afhangende van die aard van die spanning wat toegepas word en die aard van die vloeistof. Hierdie koëffisiënte word in die meeste leidende boeke oor hidrodinamika en reologie. bespreek.

• Dinamiese viskositeit (ook absolute viskositeit) bepaal die dinamika van 'n onsaampersbare Newtoniese vloeier;
• Kinematiese viskositeit is die dinamiese viskositeit gedeel deur die digtheid van 'n Newtoniese vloeier;
• Volume viskositeit bepaal die dinamika van 'n saampersbare Newtoniese vloeier;
• Spanningsviskositeit is die viskositeitskoëffisiënt as 'n skuifspanning op 'n vloeier toegepas word (ook geldig vir nie-Newtoniese vloeiers);
• Rekviskositeit is die viskositeitskoëffisiënt as 'n rekspanning op die vloeier uitgeoefen word (ook geldig vir nie-Newtoniese vloeiers).

Spanningsviskositeit en dinamiese viskositeit is meer bekend as die ander. Daar word daarom dikwels na hulle verwys as bloot viskositeit. Eenvoudig gestel is hierdie grootheid die verhouding tussen die toegepaste druk op die vloeier oppervlak in die laterale of horisontale rigting en die verandering in snelheid van die vloeier soos 'n mens met die vloeier afbeweeg (staan ook bekend as 'n snelheidsgradiënt). By kamertemperatuur het water 'n nominale viskositeit van 1,0 × 10^-3 Pa∙s en motorolie 'n nominale skynbare viskositeit van 250 × 10^-3 Pa∙s.

Rekviskositeit word algemeen gebruik vir karakterisering van polimere.

Volume viskositeit is belangrik vir akoestiek in vloeiers, sien Stokes se wet

Newton se teorie

Algemeen gesproke sal die lae by enige vloeibeweging teen verskillende snelhede beweeg en sal 'n vloeistof se viskositeit die gevolg weesvan die spanning tussen die lae wat weerstand bied teen die toegepaste krag.

Isaac Newton se postulaat het bepaal dat vir reguit paralelle en uniforme vloei, die skuifspanning τ tussen lae eweredig sal wees aan die snelheidsgradiënt, ∂u/∂y, in die rigting loodreg tot dié lae.

$\tau =\mu {\frac {\partial u}{\partial y}}$.

Die konstante $\mu$ hier staan bekend as die viskositeitskoëffisiënt, of as bloot die viskositeit, of as dinamiese viskositeit of as die Newtoniese viskositeit. Baie vloeiers soos water en die meeste gasse voldoen aan Newton se kriteria en staan bekend as Newtoniese vloeiers. Nie-Newtoniese vloeiers vertoon 'n ingewikkelder, nie-lineêre verwantskap tussen die skuifspanning en die snelheidsgradiënt.

Verwysings

af:Viskositeit