Viskositet er en måling af hvor resistent a væske er at forsøge at bevæge sig igennem det. Det siges, at en væske med lav viskositet er "tynd", mens en væske med høj viskositet siges at være "tyk". Det er lettere at bevæge sig gennem en væske med lav viskositet (som vand) end en væske med høj viskositet (som honning).
Key takeaways: Betydningen af viskositet
- Viskositet, væskens "tykkelse", henviser til, hvor resistent en væske er for at bevæge sig gennem den.
- Vand har for eksempel en lav eller "tynd" viskositet, mens honning har en "tyk" eller høj viskositet.
- Viskositetsloven har vigtige anvendelser inden for områder som inkjetprint, proteinformuleringer og injektioner og endda fremstilling af mad og drikke.
Viskositet Definition
Viskositet henviser til væskens tykkelse. Viskositet er resultatet af interaktionen eller friktion mellem molekyler i en væske. I lighed med friktion mellem bevægelige faste stoffer vil viskositet bestemme den energi, der kræves for at få en væske til at strømme.
I fysik udtrykkes viskositet ofte ved hjælp af Isaac Newtons ligning for væsker, der svarer til Newtons anden lov af bevægelse. Denne lov hedder, at når en kraft handler på et objekt, vil det få objektet til at accelerere. Jo større objektets masse er, desto større er kraften nødvendigt for at få den til at accelerere.
Viskositetsformel
Viskositetsformlen udtrykkes ofte ved anvendelse af Newtonligning for væsker:
F / A = n (dv / dr)
hvor F repræsenterer kraft og EN repræsenterer område. Så, F / A, eller kraft divideret efter område, er en anden måde at definere viskositet på. dv delt op dr repræsenterer "ren hastighed" eller hastigheden, som væsken bevæger sig. Det n er en konstant enhed lig med 0,00089 Pa s (Pascal-sekund), som er en dynamisk viskositetsmåleenhed. Denne lov har nogle vigtige praktiske anvendelser såsom inkjet-udskrivning, proteinformuleringer / -injektioner og fremstilling af mad / drikkevarer.
Newtonsk og ikke-Newtonsk væskeviskositet
De fleste almindelige væsker, kaldet Newtonianske væsker, har en konstant viskositet. Der er en større modstand, når du øger styrken, men det er en konstant proportional stigning. Kort sagt, en Newtonsk væske fortsætter med at virke som en væske, uanset hvor meget kraft der sættes i den.
I modsætning hertil er viskositeten af ikke-Newtonian væsker ikke konstant, men varierer snarere meget afhængigt af den anvendte kraft. Et klassisk eksempel på en ikke-Newtonsk væske er Oobleck (undertiden kaldet "slim" og ofte lavet i grundskolevidenskabsklasser), der udviser solid-lignende opførsel, når der bruges en stor mængde kraft på det. Et andet sæt ikke-Newtonian væsker er kendt som magnetorheologiske væsker. Disse reagerer på magnetiske felter ved at blive næsten solide, men vender tilbage til deres fluidtilstand, når de fjernes fra magnetfeltet
Hvorfor viskositet er vigtig i det daglige liv
Mens viskositet kan synes at være af mindre betydning i dagligdagen, kan det faktisk være meget vigtigt på mange forskellige områder. For eksempel:
- Smøring i køretøjer. Når du lægger olie i din bil eller lastbil, skal du være opmærksom på dens viskositet. Det er fordi viskositeten påvirker friktion, og friktion på sin side påvirker varmen. Derudover påvirker viskositeten også hastigheden på olieforbrug og den lethed, hvorpå dit køretøj starter i varme eller kolde forhold. Nogle olier har en mere stabil viskositet, mens andre reagerer på varme eller kulde; Hvis din olies viskositetsindeks er lav, kan den blive tyndere, når den varmer, hvilket kan forårsage problemer, når du betjener din bil på en varm sommerdag.
- Madlavning. Viskositet spiller en betydelig rolle i tilberedningen og serveringen af mad. Kogeolier ændrer muligvis ikke viskositeten, når de opvarmes, mens mange bliver meget mere viskøse, når de afkøles. Fedtstoffer, der er moderat viskøse, når de opvarmes, bliver faste, når de afkøles. Forskellige køkkener er også afhængige af viskositeten hos saucer, supper og gryderedder. En tyk kartoffel- og purre suppe, for eksempel når den er mindre tyktflydende, bliver fransk vichyssoise. Nogle tyktflydende væsker føjer tekstur til fødevarer; honning, for eksempel, er meget tyktflydende og kan ændre "mundfølelsen" af en skål.
- Produktion. Fremstillingsudstyr kræver passende smøring for at køre glat. Smøremidler, der er for tyktflydende, kan fastklemme og tilstoppe rørledninger. Smøremidler, der er for tynde, giver for lidt beskyttelse af bevægelige dele.
- Medicin. Viskositet kan være af kritisk betydning i medicinen, da væsker indføres i kroppen intravenøst. Blodviskositet er et stort problem: blod, der er for viskøst, kan danne farlige indre blodpropper, mens blod, der er for tyndt ikke vil koagulere; dette kan føre til farligt blodtab og endda død.