אנו מסבירים מהי צמיגות והסוגים הקיימים. כמו כן, איך הצמיגות של מים וכמה דוגמאות של תכונה זו.
מהי צמיגות?
כשמדברים על צמיגות מתכוונים ל- a תכונה נוזלית שווה ערך למושג של עוֹבִי, כלומר, ל- סיבולת שיש להם ודאי חומרים לזרום ולעבור עיוותים הדרגתיים כתוצאה ממתחי גזירה או מתחי מתיחה.
לכל הנוזלים יש צמיגות עקב התנגשויות ביניהם חלקיקים, אשר נעים במהירויות שונות. לפיכך, כאשר הנוזל נאלץ לנוע, החלקיקים האמורים יוצרים התנגדות של חיכוך, עיכוב או מניעה תְזוּזָה. הנוזלים היחידים שאין להם צמיגות הם נוזלים אידיאליים או על נוזלים, שהם נוזלים שאין בהם אפס חיכוך, כלומר, הם יכולים לזרום בלי סוף.
נוזלים מורכבים מכמה שכבות של חוֹמֶר, הנוטים להיצמד זה לזה גם בנוכחות כוחות חיצוניים. מסיבה זו, נוזלים צמיגים אינם מייצרים ניתזים.
לכן, נוזל עם צמיגות גבוהה מאוד יהיה קרוב מאוד להיות a מוצק, מאחר והחלקיקים שלו מושכים זה את זה בכוח כזה שהם מונעים את תְנוּעָה של השכבות העליונות. הצמיגות תלויה גם באופי הנוזל, וניתן למדוד אותה באמצעות מד ויסקומטר או ריאומטר.
ישנם מספר סוגים של צמיגות: הדינמיקה, המיוצגת על ידי האות 𝛍, וה- קינמטיקה, המיוצגת על ידי האות 𝛎. מצד שני, אפשר לדבר גם על צמיגות הרחבה ונראית לעין.
סוגי צמיגות
ישנם שני סוגים של צמיגות: דינמיקה וקינמטיקה. לכך ניתן להוסיף את ההרחבה והנראה.
- דחיסות דינמית (μ). נקראת גם צמיגות מוחלטת, היא מובנת כקשר בין שיפוע המהירות (מהירות של תְנוּעָה של החלקיקים) ומתח הגזירה. זה נמדד על פי מערכת בינלאומית (SI) בשניות פסקל. זה תלוי גם ב טֶמפֶּרָטוּרָה: ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, הצמיגות נמוכה יותר.
- צמיגות קינמטית (v). בנוזל בטמפרטורה קבועה, הצמיגות הקינמטית תחושב על ידי חלוקת הדינמיקה ב- צְפִיפוּת של הנוזל, וביטוי התוצאה במטרים בריבוע על פני שנייה.
- צמיגות מתרחבת. זוהי הצמיגות של נוזל קונבנציונלי בהשוואה ל כוחות של מתיחה, המייצג את הקשר בין מתח וקצב מתח.
- צמיגות לכאורה. זה תוצאה של חלוקת מתח הגזירה (למשל, כשאנחנו שמים סכין במיונז) בקצב העיוות של הנוזל. תכונה זו משתנה בהתאם לשיפוע המהירות של החומר.
צמיגות מים
הצמיגות של ה מים בטמפרטורה של בערך 20 מעלות צלזיוס זה 1 × 10-3 (N s) / m2. עם זאת, אם הוא סביב 90 מעלות צלזיוס, כלומר קרוב לרתיחה, הצמיגות שלו משתנה ויורדת ל-0.32 × 10-3 (N s) / m2.
דוגמאות לצמיגות של כמה תרכובות
הצמיגות של כמה תרכובות היא כדלקמן:
- גליצרין ב-20 מעלות צלזיוס: 1.5 (N s) / מ"ר
- שמן מנוע ב-20 מעלות צלזיוס: 0.03 (N s) / m2
- בנזין ב-20 מעלות צלזיוס: 2.9 × 10-4 (N s) / m2
- דם אנושי ב-37 מעלות צלזיוס: 4.0 × 10-3 (N s) / m2
- אוויר ב-20 מעלות צלזיוס: 1.8 × 10-5 (N s) / m2
- פחמן דו חמצני ב-20 מעלות צלזיוס: 1.5 × 10-5 (N s) / m2