Tensione superficiale vs viscosità
La viscosità e la tensione superficiale sono due fenomeni molto importanti per quanto riguarda la meccanica e la statica dei fluidi. Campi come l'idrodinamica, l'aerodinamica e persino l'aviazione sono interessati dalle conseguenze di questi fenomeni. È fondamentale avere una solida conoscenza di questi fenomeni per eccellere in tali campi. Questo articolo confronterà la viscosità e la tensione superficiale e presenterà le differenze tra i due.
Cos'è la tensione superficiale?
Considera un liquido omogeneo. Ogni molecola nelle parti centrali del liquido avrà esattamente la stessa quantità di forza che la tira su ogni lato. Le molecole circostanti tirano la molecola centrale in modo uniforme in ogni direzione. Consideriamo ora una molecola di superficie. Ha solo forze che agiscono su di esso verso il liquido. Le forze adesive aria-liquido non sono nemmeno così forti quanto le forze coesive liquido-liquido. Pertanto, le molecole di superficie vengono attratte verso il centro del liquido, creando uno strato compatto di molecole. Questo strato superficiale di molecole agisce come un film sottile sul liquido. Se prendiamo l'esempio della vita reale dello strider d'acqua, utilizza questo film sottile per posizionarsi sulla superficie dell'acqua. Scivola su questo livello. Se non fosse per questo livello, annegherebbe immediatamente. La tensione superficiale è definita come la forza parallela alla superficie perpendicolare a una linea di lunghezza unitaria tracciata sulla superficie. Le unità di tensione superficiale sono Nm-1 La tensione superficiale è anche definita come energia per unità di area. Questo dà anche alla tensione superficiale una nuova unità Jm-2 La tensione superficiale, che si verifica tra due fluidi immiscibili, è nota come tensione interfacciale.
Cos'è la viscosità?
La viscosità è definita come una misura della resistenza di un fluido, che viene deformato da uno sforzo di taglio o da uno sforzo di trazione. In parole più comuni, la viscosità è "l'attrito interno" di un fluido. Viene anche definito lo spessore di un fluido. La viscosità è semplicemente l'attrito tra due strati di un fluido quando i due strati si muovono l'uno rispetto all' altro. Sir Isaac Newton è stato un pioniere della meccanica dei fluidi. Ha postulato che, per un fluido newtoniano, lo sforzo di taglio tra gli strati è proporzionale al gradiente di velocità nella direzione perpendicolare agli strati. La costante proporzionale (fattore di proporzionalità) utilizzata qui è la viscosità del fluido. La viscosità è solitamente indicata dalla lettera greca “µ”. La viscosità di un fluido può essere misurata utilizzando viscosimetri e reometri. Le unità di viscosità sono Pascal-secondi (o Nm-2s). Il sistema cgs utilizza l'unità "poise" intitolata a Jean Louis Marie Poiseuille per misurare la viscosità. La viscosità di un fluido può anche essere misurata mediante diversi esperimenti. La viscosità di un fluido dipende dalla temperatura. La viscosità diminuisce all'aumentare della temperatura.
τ=μ ∂u/∂y
Le equazioni ei modelli di viscosità sono molto complessi per i fluidi non newtoniani.
Qual è la differenza tra tensione superficiale e viscosità?
• La tensione superficiale può essere considerata come un incidente che si verifica nei liquidi a causa delle forze intermolecolari sbilanciate, mentre la viscosità si verifica a causa delle forze sulle molecole in movimento.
• La tensione superficiale è presente sia nei fluidi in movimento che in quelli fissi, ma la viscosità appare solo nei fluidi in movimento.
