Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Viskosität

Oberflächenspannung vs. Viskosität

Viskosität und Oberflächenspannung sind zwei sehr wichtige Phänomene in Bezug auf die Mechanik und Statik von Flüssigkeiten. Felder wie Hydrodynamik, Aerodynamik und sogar Luftfahrt sind von den Folgen dieser Phänomene betroffen. Es ist wichtig, solide Kenntnisse in diesen Phänomenen zu haben, um sich in solchen Bereichen zu profilieren. In diesem Artikel werden Viskosität und Oberflächenspannung verglichen und die Unterschiede zwischen den beiden dargestellt.

Was ist Oberflächenspannung?

Betrachten Sie eine homogene Flüssigkeit. Jedes Molekül in den zentralen Teilen der Flüssigkeit hat genau dieselbe Kraft, die es nach jeder Seite zieht. Die umgebenden Moleküle ziehen das Zentralmolekül gleichmäßig in jede Richtung. Betrachten Sie nun ein Oberflächenmolekül. Es wirkt nur auf die Flüssigkeit ein. Die Luft-Flüssigkeits-Adhäsionskräfte sind nicht annähernd so stark wie die flüssig-flüssigen Kohäsionskräfte. Daher werden die Oberflächenmoleküle in Richtung des Zentrums der Flüssigkeit angezogen, wodurch eine gepackte Molekülschicht entsteht. Diese Oberflächenschicht von Molekülen wirkt als ein dünner Film auf der Flüssigkeit. Wenn wir das wirkliche Beispiel des Wasserläufers nehmen, verwendet es diesen dünnen Film, um sich auf der Oberfläche des Wassers zu platzieren. Es gleitet auf dieser Ebene. Wenn es nicht für diese Schicht ist, würde es sofort ertrinken. Die Oberflächenspannung ist definiert als die Kraft parallel zu der Oberfläche senkrecht zu einer Linienlinie, die auf der Oberfläche gezeichnet ist. Die Einheiten der Oberflächenspannung sind Nm ^-1 . Die Oberflächenspannung ist auch als Energie pro Flächeneinheit definiert. Dies gibt der Oberflächenspannung eine neue Einheit Jm ^-2 . Die Oberflächenspannung, die zwischen zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten auftritt, wird als Grenzflächenspannung bezeichnet.

Was ist Viskosität?

Viskosität ist definiert als ein Maß für den Widerstand eines Fluids, das entweder durch Scherbeanspruchung oder durch Zugspannung deformiert wird. In gebräuchlichen Worten ist die Viskosität die "innere Reibung" eines Fluids. Es wird auch als die Dicke einer Flüssigkeit bezeichnet. Viskosität ist einfach die Reibung zwischen zwei Schichten einer Flüssigkeit, wenn sich die beiden Schichten relativ zueinander bewegen. Sir Isaac Newton war ein Pionier in der Strömungsmechanik. Er postulierte, dass für eine Newtonsche Flüssigkeit die Scherspannung zwischen den Schichten proportional zum Geschwindigkeitsgradienten in der Richtung senkrecht zu den Schichten ist. Die Proportionalitätskonstante (Proportionalitätsfaktor), die hier verwendet wird, ist die Viskosität der Flüssigkeit. Die Viskosität wird üblicherweise mit dem griechischen Buchstaben "μ" bezeichnet. Die Viskosität eines Fluids kann unter Verwendung von Viskosimetern und Rheometern gemessen werden. Die Viskositätseinheiten sind Pascal-Sekunden (oder Nm ^-2 s). Das cgs-System verwendet die nach Jean Louis Marie Poiseuille benannte Einheit "poise", um die Viskosität zu messen.Die Viskosität eines Fluids kann auch durch mehrere Experimente gemessen werden. Die Viskosität eines Fluids hängt von der Temperatur ab. Die Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskositätsgleichungen und -modelle sind für nicht-Newtonsche Fluide sehr komplex.

Was ist der Unterschied zwischen Oberflächenspannung und Viskosität? • Die Oberflächenspannung kann als ein Zwischenfall betrachtet werden, der in Flüssigkeiten aufgrund der unausgeglichenen intermolekularen Kräfte auftritt, während die Viskosität aufgrund von Kräften auf sich bewegenden Molekülen auftritt. • Die Oberflächenspannung ist sowohl in bewegten als auch in nichtbeweglichen Flüssigkeiten vorhanden, die Viskosität tritt jedoch nur in sich bewegenden Flüssigkeiten auf.