Differenza tra tensione superficiale e viscosità

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 idrodinamica, aerodinamica e persino aviazione sono influenzati dalle conseguenze di questi fenomeni. È fondamentale avere una solida conoscenza di questi fenomeni per eccellere in questi campi. Questo articolo confronterà la viscosità e la tensione superficiale e presenterà le differenze tra i due.

Cos'è la tensione superficiale?

Considerare un liquido omogeneo. Ogni molecola nelle parti centrali del liquido avrà esattamente la stessa quantità di forza tirandola da ogni lato. Le molecole circostanti stanno tirando la molecola centrale uniformemente in ogni direzione. Ora considera una molecola di superficie. Ha solo forze che agiscono su di esso verso il liquido. Le forze adesive aria-liquido non sono nemmeno tanto forti quanto le forze coesive liquido-liquido. Pertanto, le molecole di superficie vengono attratte verso il centro del liquido, creando uno strato di molecole. Questo strato superficiale di molecole agisce come un film sottile sul liquido. Se prendiamo l'esempio di vita reale del water strider, usa questo film sottile per posizionarsi sulla superficie dell'acqua. Scivola su questo livello. Se non è per questo strato, sarebbe annegato immediatamente. La tensione superficiale è definita come la forza parallela alla superficie perpendicolare a una linea di lunghezza unitaria disegnata sulla superficie. Le unità di tensione superficiale sono Nm^-1. La tensione superficiale è anche definita come energia per unità di superficie. 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 deformata da sollecitazioni da taglio o da trazione. Nelle parole più comuni, la viscosità è l '"attrito interno" di un fluido. Si riferisce anche allo 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 (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 usando viscometri e reometri. Le unità di viscosità sono Pascal-secondi (o Nm^-2S). Il sistema cgs utilizza l'unità "poise" che prende il nome da Jean Louis Marie Poiseuille per misurare la viscosità. La viscosità di un fluido può anche essere misurata da diversi esperimenti. La viscosità di un fluido dipende dalla temperatura. La viscosità diminuisce all'aumentare della temperatura.

τ = μ ∂u / ∂y

Equazioni e modelli di viscosità sono molto complessi per fluidi non newtoniani.