Lepkość jest miarą odporności płyn jest próba przejścia przez to. Mówi się, że płyn o niskiej lepkości jest „cienki”, a płyn o wysokiej lepkości „gruby”. Łatwiej jest przepływać przez płyn o niskiej lepkości (jak woda) niż płyn o wysokiej lepkości (jak kochanie).
Kluczowe informacje: znaczenie lepkości
- Lepkość, „grubość” płynu, odnosi się do tego, jak odporny jest on na przepływ płynu.
- Na przykład woda ma niską lub „cienką” lepkość, podczas gdy miód ma „gęstą” lub wysoką lepkość.
- Prawo lepkości ma ważne zastosowanie w takich obszarach, jak drukowanie atramentowe, formulacje białek i zastrzyki, a nawet produkcja żywności i napojów.
Definicja lepkości
Lepkość odnosi się do grubości płynu. Lepkość wynika z interakcji lub tarcia między cząsteczkami w płynie. Podobnie jak tarcie między ruchomymi ciałami stałymi, lepkość będzie określać energię wymaganą do wytworzenia przepływu płynu.
W fizyce lepkość często wyraża się za pomocą równania Izaaka Newtona dla płynów, który jest podobny do równania Newtona
drugie prawo ruchu. Prawo to stanowi, że gdy siła działa na przedmiot, spowoduje przyspieszenie obiektu. Im większa masa obiektu, tym większa musi być siła, aby przyspieszyć.Formuła lepkości
Wzór na lepkość jest często wyrażany za pomocą Niutonrównanie dla płynów:
F / A = n (dv / dr)
gdzie fa reprezentuje siłę i ZA reprezentuje obszar. Więc, FAlub siła podzielona przez powierzchnię, to kolejny sposób określania lepkości. Dv podzielony dr oznacza „czystą prędkość” lub prędkość, z jaką porusza się ciecz. The n jest stałą jednostką równą 0,00089 Pa s (Sekunda Pascala), która jest dynamiczną jednostką miary lepkości. Prawo to ma kilka ważnych praktycznych zastosowań, takich jak drukowanie atramentowe, formulacje / zastrzyki białkowe oraz produkcja żywności / napojów.
Lepkość płynów newtonowskich i nienewtonowskich
Najpopularniejsze płyny, zwane płynami Newtona, mają stałą lepkość. Podczas zwiększania siły występuje większy opór, ale jest to stały proporcjonalny wzrost. Krótko mówiąc, płyn Newtona zachowuje się jak płyn, bez względu na to, ile siły w niego włoży się.
Natomiast lepkość płynów nienewtonowskich nie jest stała, ale zmienia się znacznie w zależności od przyłożonej siły. Klasycznym przykładem płynu nienewtonowskiego jest Oobleck (czasami nazywany „szlamem” i często wykonywany na lekcjach przedmiotów ścisłych w szkole podstawowej), który wykazuje solidne zachowanie, gdy używa się na nim dużej siły. Inny zestaw płynów nienewtonowskich jest znany jako płyny magnetoreologiczne. Reagują one na pola magnetyczne, stając się prawie stałe, ale wracają do stanu płynnego po usunięciu z pola magnetycznego
Dlaczego lepkość jest ważna w życiu codziennym
Chociaż lepkość może wydawać się mało istotna w życiu codziennym, może być bardzo ważna w wielu różnych dziedzinach. Na przykład:
- Smarowanie w pojazdach. Wlewając olej do samochodu lub ciężarówki, należy pamiętać o jego lepkości. Jest tak, ponieważ lepkość wpływa na tarcie, a tarcie z kolei wpływa na ciepło. Ponadto lepkość wpływa również na szybkość zużycia oleju i łatwość uruchomienia pojazdu w gorących lub zimnych warunkach. Niektóre oleje mają bardziej stabilną lepkość, podczas gdy inne reagują na ciepło lub zimno; jeśli wskaźnik lepkości oleju jest niski, może on stać się cieńszy podczas nagrzewania, co może powodować problemy podczas jazdy samochodem w upalny letni dzień.
- Gotowanie. Lepkość odgrywa znaczącą rolę w przygotowywaniu i podawaniu jedzenia. Oleje spożywcze mogą, ale nie muszą, zmieniać lepkości podczas ogrzewania, podczas gdy wiele z nich staje się znacznie lepszych podczas chłodzenia. Tłuszcze, które są średnio lepkie po podgrzaniu, stają się stałe po schłodzeniu. Różne kuchnie polegają również na lepkości sosów, zup i gulaszu. Na przykład gęsta zupa ziemniaczana i porowa, gdy jest mniej lepka, staje się francuskim vichyssoise. Niektóre lepkie płyny dodają tekstury żywności; na przykład miód jest dość lepki i może zmienić „odczucie w ustach” potrawy.
- Produkcja. Sprzęt produkcyjny wymaga odpowiedniego smarowania, aby zapewnić płynne działanie. Smary, które są zbyt lepkie, mogą zacinać się i blokować rurociągi. Smary, które są zbyt cienkie, zapewniają zbyt małą ochronę ruchomych części.
- Lekarstwo. Lepkość może mieć kluczowe znaczenie w medycynie, ponieważ płyny są wprowadzane do organizmu dożylnie. Lepkość krwi jest poważnym problemem: krew, która jest zbyt lepka, może tworzyć niebezpieczne wewnętrzne skrzepy, podczas gdy zbyt rzadka krew nie będzie krzepła; może to prowadzić do niebezpiecznej utraty krwi, a nawet śmierci.