Что такое вязкость в физике?

Вязкость – это показатель устойчивости жидкости к попыткам пройти через нее. Жидкость с низкой вязкостью называется «жидкой», а жидкость с высокой вязкостью – «густой». Легче перемещаться через жидкость с низкой вязкостью (например, воду), чем через жидкость с высокой вязкостью (например, мед).

Key Выводы: важность вязкости

  • Вязкость, «толщина» жидкости, указывает, насколько устойчива жидкость к движению через нее.
  • Вода имеет низкую или “жидкую” вязкость, например, в то время как мед имеет “густую” или высокую вязкость.
  • Закон вязкости имеет важное применение в таких областях, как струйная печать , белковые составы и инъекции, и даже производство продуктов питания и напитков.

Определение вязкости

Вязкость относится к толщине жидкости. Вязкость возникает в результате взаимодействия или трения между молекулами жидкости. Подобно трению между движущимися твердыми телами, вязкость определяет энергию, необходимую для движения жидкости.

В физике вязкость часто выражается с помощью уравнения Исаака Ньютона для жидкостей. , который аналогичен второму закону движения Ньютона. Этот закон гласит, что когда на объект действует сила, она заставляет объект ускоряться. Чем больше масса объекта, тем больше сила должна быть для его ускорения.

Формула вязкости

Формула вязкости часто выражается с помощью уравнения Ньютона для жидкостей:

F/A = n (dv/dr)

, где F представляет силу, а A представляет площадь. Итак, F/A , или сила, разделенная на площадь, – это еще один способ определения вязкости. Dv разделенный dr представляет собой “вертикальную скорость” или скорость движения жидкости. n – это постоянная единица, равная 0,00089 Па с (Паскаль-секунда), которая является единицей измерения динамической вязкости. Этот закон имеет несколько важных практических применений, таких как струйная печать, составы/инъекции белков и производство продуктов питания/напитков.

Вязкость ньютоновской и неньютоновской жидкости

Большинство обычных жидкостей, называемых ньютоновскими жидкостями, имеют постоянную вязкость. По мере увеличения силы сопротивление увеличивается, но оно постоянно пропорционально увеличивается. Короче говоря, ньютоновская жидкость продолжает действовать как жидкость, независимо от того, сколько силы приложено к ней.

Напротив, вязкость неньютоновских жидкостей не является постоянной величиной, а сильно варьируется в зависимости от приложенной силы. Классическим примером неньютоновской жидкости является Облек (иногда называемый «слизью» и часто производимый на уроках естествознания в начальной школе), который демонстрирует твердое поведение, когда к нему прилагается большое количество силы.. Другой набор неньютоновских жидкостей известен как магнитореологические жидкости. Они реагируют на магнитные поля, становясь почти твердыми, но возвращаясь в свое жидкое состояние при удалении от магнитного поля

Почему вязкость важна в повседневной жизни

Хотя вязкость может показаться второстепенной в повседневной жизни, на самом деле она может быть очень важной во многих различных областях. Например:

  • Смазка в транспортных средствах. Когда вы заливаете масло в свой автомобиль или грузовик, вы следует помнить о его вязкости. Это потому, что вязкость влияет на трение, а трение, в свою очередь, влияет на тепло. Кроме того, вязкость также влияет на скорость расхода масла и легкость запуска вашего автомобиля в жаркую или холодную погоду. Некоторые масла обладают более стабильной вязкостью, другие реагируют на тепло или холод; если индекс вязкости вашего масла низкий, оно может стать тоньше при нагревании, что может вызвать проблемы при эксплуатации автомобиля в жаркий летний день.
  • Кулинария. Вязкость играет важную роль при приготовлении и подаче пищи. Кулинарные масла могут изменять или не изменять вязкость при нагревании, в то время как многие из них становятся намного более вязкими при охлаждении. Жиры, которые при нагревании являются умеренно вязкими, при охлаждении становятся твердыми. Различные кухни также зависят от вязкости соусов, супов и рагу. Густой суп из картофеля и лука-порея, например, когда он менее вязкий, становится французским вишисуазом. Некоторые вязкие жидкости придают еде текстуру; мед, например, довольно вязкий и может изменить “ощущение во рту” блюда.
  • Производство. Производственное оборудование требует соответствующей смазки для бесперебойной работы. Слишком вязкие смазочные материалы могут заклинивать и забивать трубопроводы. Слишком тонкие смазочные материалы не обеспечивают достаточной защиты движущихся частей.
  • Медицина. Вязкость может иметь решающее значение в медицине, поскольку жидкости вводятся в организм внутривенно. Вязкость крови является серьезной проблемой: слишком вязкая кровь может образовывать опасные внутренние сгустки, а слишком жидкая кровь не свертывается; это может привести к опасной кровопотере и даже смерти.
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий