Erinevus pindpinevuse ja viskoossuse vahel

Pindpinevus vs viskoossus

Viskoossus ja pindpinevus on kaks väga olulist nähtust vedelike mehaanika ja staatika osas. Nende nähtuste tagajärjed mõjutavad selliseid valdkondi nagu hüdrodünaamika, aerodünaamika ja isegi lennundus. Nendes nähtustes on häid teadmisi, et nendes valdkondades silma paista. Selles artiklis võrreldakse viskoossust ja pindpinevust ning tuuakse välja erinevused nende kahe vahel.

Mis on pindpinevus?

Mõelge homogeensele vedelikule. Igal vedeliku keskosaosa molekulil on täpselt sama palju jõudu, tõmmates seda igale poole. Ümbritsevad molekulid tõmbavad keskset molekuli ühtlaselt igas suunas. Nüüd kaaluge pinnamolekuli. Sellel on ainult vedeliku suunas tegutsevad jõud. Õhu-vedeliku liimimisjõud pole isegi peaaegu nii tugevad kui vedeliku-vedeliku liimjõud. Seetõttu tõmbuvad pinnamolekulid vedeliku keskpunkti poole, luues pakendatud molekulide kihi. See molekulide pinnakiht toimib vedelikule õhukese kilena. Kui võtame veesilindri reaalse elu näite, kasutab ta seda õhukest kilet, et asetada end veepinnale. See libiseb sellel kihil. Kui see pole selle kihi jaoks, uputatakse see kohe. Pindpinevust määratletakse kui pinnale paralleelset jõudu, mis on risti pinnale tõmmatud ühiku pikkuse joonega. Pindpinevuse ühikud on Nm^-1. Pindpinevust määratletakse ka energiana pinnaühiku kohta. See annab pindpinevusele ka uue ühiku Jm^-2. Pindpinevust, mis toimub kahe segunematu vedeliku vahel, nimetatakse pindadevaheliseks pingeks.

Mis on viskoossus?

Viskoossus on vedeliku takistuse mõõt, mida deformeerub kas nihkepinge või tõmbepinge tõttu. Tavalisemalt öeldes on viskoossus vedeliku sisemine hõõrdumine. Seda nimetatakse ka vedeliku paksuseks. Viskoossus on lihtsalt vedeliku kahe kihi vaheline hõõrdumine, kui need kaks kihti üksteise suhtes liiguvad. Sir Isaac Newton oli vedelike mehaanika pioneer. Ta postuleeris, et Newtoni vedeliku korral on kihtide vaheline nihkepinge võrdeline kiirusgradiendiga kihtide suhtes risti asetseva suunaga. Siin kasutatud proportsionaalne konstant (proportsionaalsustegur) on vedeliku viskoossus. Viskoossust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega “µ”. Vedeliku viskoossust saab mõõta viskosimeetrite ja reomeetrite abil. Viskoossuse ühikud on Pascal-sekundid (või Nm^-2s). CGS-süsteem kasutab viskoossuse mõõtmiseks Jean Louis Marie Poiseuille'i nimelist ühikut “poise”. Vedeliku viskoossust saab mõõta ka mitme katsega. Vedeliku viskoossus sõltub temperatuurist. Viskoossus väheneb temperatuuri tõustes.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskoossusvõrrandid ja mudelid on mitte-Newtoni vedelike jaoks väga keerulised.