Wat is viscositeit in de natuurkunde?
Monty Rakusen / Getty Images
Viscositeit is een maat voor hoe resistent a vloeistof is om te proberen er doorheen te gaan. Een vloeistof met een lage viscositeit wordt 'dun' genoemd, terwijl een vloeistof met een hoge viscositeit 'dik' is. Het is gemakkelijker om door een vloeistof met een lage viscositeit (zoals water) te bewegen dan door een vloeistof met een hoge viscositeit (zoals honing).
Belangrijkste afhaalrestaurants: belang van viscositeit
- Viscositeit, de 'dikte' van vloeistof, verwijst naar hoe bestand een vloeistof is om er doorheen te bewegen.
- Water heeft bijvoorbeeld een lage of 'dunne' viscositeit, terwijl honing een 'dikke' of hoge viscositeit heeft.
- De wet van viscositeit heeft belangrijke toepassingen op gebieden als inkjetprinten, eiwitformuleringen en -injecties, en zelfs de productie van voedsel en dranken.
Viscositeitsdefinitie
Viscositeit verwijst naar de dikte van de vloeistof. Viscositeit is het resultaat van de interactie of wrijving tussen moleculen in een vloeistof. Net als wrijving tussen bewegende vaste stoffen, bepaalt de viscositeit de energie die nodig is om een vloeistof te laten stromen.
In de natuurkunde wordt viscositeit vaak uitgedrukt met de vergelijking van Isaac Newton voor vloeistoffen, die vergelijkbaar is met die van Newton tweede wet van beweging. Deze wet stelt dat wanneer een kracht op een object inwerkt, dit het object zal versnellen. Hoe groter de massa van het object, hoe groter de kracht moet zijn om het te laten versnellen.
Viscositeit formule
De viscositeitsformule wordt vaak uitgedrukt met Newton 's vergelijking voor vloeistoffen:
F / A = n (dv / dr)
waar F vertegenwoordigt kracht en EEN gebied vertegenwoordigt. Dus, FA , of kracht gedeeld door oppervlakte, is een andere manier om viscositeit te definiëren. Dv verdeeld dr vertegenwoordigt de 'pure snelheid' of de snelheid waarmee de vloeistof beweegt. De n is een constante eenheid gelijk aan 0,00089 Pa s (Pascal-seconde), wat een dynamische meeteenheid voor viscositeit is. Deze wet heeft een aantal belangrijke praktische toepassingen, zoals inkjetprinten, eiwitformuleringen/-injecties en de productie van voedsel/drank.
Newtoniaanse en niet-Newtoniaanse vloeistofviscositeit
De meest voorkomende vloeistoffen, Newtoniaanse vloeistoffen genoemd, hebben een constante viscositeit. Er is een grotere weerstand als je de kracht verhoogt, maar het is een constante proportionele toename. Kortom, een Newtoniaanse vloeistof blijft zich als een vloeistof gedragen, hoeveel kracht er ook op wordt uitgeoefend.
Daarentegen is de viscositeit van niet-Newtoniaanse vloeistoffen niet constant, maar varieert deze sterk afhankelijk van de uitgeoefende kracht. Een klassiek voorbeeld van een niet-Newtonse vloeistof is: Oobleck (soms 'slijm' genoemd en vaak gemaakt in de wetenschapslessen op de basisschool), die solide gedrag vertoont wanneer er veel kracht op wordt gebruikt. Een andere reeks niet-Newtoniaanse vloeistoffen staat bekend als magnetorheologische vloeistoffen. Deze reageren op magnetische velden door bijna vast te worden, maar terugkeren naar hun vloeibare toestand wanneer ze uit het magnetische veld worden verwijderd
Waarom viscositeit belangrijk is in het dagelijks leven
Hoewel viscositeit in het dagelijks leven misschien van ondergeschikt belang lijkt, kan het op veel verschillende gebieden erg belangrijk zijn. Bijvoorbeeld: