แรงตึงผิวสัมพันธ์กับความหนืดอย่างไร?

ประการแรก แรงตึงผิวและความหนืดของของเหลวมีลักษณะร่วมกันคือ ทั้งสองอย่างนี้เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของของเหลว หลังจากนั้น สิ่งต่างๆ ก็เริ่มไม่ชัดเจน
เริ่มจากแรงตึงผิวกันก่อน สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับแรงตึงผิว - คุณสมบัติของพื้นผิวของเหลวที่ลอยกระดาษขวาง; ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อสิ่งแปลกปลอมและยังช่วยกักเก็บของเหลวไว้ด้วยกัน คุณสมบัติพิเศษนี้เกิดจากแรงที่ไม่สมดุลบนโมเลกุลพื้นผิวที่ดึงเข้าหาส่วนหลักของของเหลว
ในทางกลับกัน ความหนืดมีความสัมพันธ์กับอัตราเฉือนความหนืด ซึ่งเป็นความต้านทานของของเหลวต่อการเสียรูปหรือเคลื่อนย้าย เกิดจากการเสียดสีระหว่างโมเลกุล

แรงตึงผิวเป็นปรากฏการณ์ที่ง่ายกว่าความหนืด โดยพื้นฐานแล้วจะมีความเสถียรและได้รับการแก้ไขโดยอุณหภูมิและสารเคมีเป็นหลักซึ่งเปลี่ยนคุณสมบัติพันธะของโมเลกุล เมื่ออุณหภูมิลดลง แรงตึงผิว n จะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างผลกระทบของการเติมสารที่ไม่เกี่ยวข้องกันคือการใส่สบู่ (สารลดแรงตึงผิว) ลงในน้ำเพื่อลดแรงตึงผิว ซึ่งช่วยให้สิ่งสกปรกบนมือของคุณผสมกับน้ำได้ง่ายขึ้น

เมื่อพูดถึงความหนืด สิ่งสำคัญคือต้องทราบประเภทของของเหลว ตัวอย่างเช่น มีของไหลของนิวตันที่ตอบสนองต่อแรง (บางครั้งเรียกว่าอัตราเฉือน) ที่เคลื่อนที่ของของไหลในลักษณะเส้นตรง (บางครั้งเรียกว่าความเค้นเฉือน)

อย่างไรก็ตาม ของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตันจะมีกฎชุดอื่น เมื่อความดันหรือแรงเพิ่มขึ้น ความหนืดของของไหลที่ทำให้ผอมบางลดลง ของเหลว Thixotropic จะเปลี่ยนความหนืดเมื่อเวลาผ่านไป เช่น เจลและคอลลอยด์ ใช่แล้ว ซอสมะเขือเทศจะคงตัวเมื่ออยู่เฉยๆ แต่จะกลายเป็นของเหลวเมื่อถูกกวน

ดังนั้นเราจึงเห็นว่าการค้นหาค่าที่แท้จริงของความหนืด (ซึ่งบางคนอาจคิดว่าเป็นเพียงความหนา) เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ต่างจากแรงตึงผิวซึ่งมีแนวโน้มที่จะเป็นปรากฏการณ์คงที่ ความหนืดจะมีความหนืดมากที่สุดและกำลังเคลื่อนที่ ทุกอย่างเกี่ยวกับการวัดแรงตึงผิวควรคำนึงถึงว่าเราใช้เพลต Wilhelmy หรือวงแหวน duNouy

คำถามสุดท้ายน่าจะเป็นคำถามแรกเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างแรงตึงผิวและความหนืด คุณอาจคิดว่าของไหลที่หนาจะทำให้เกิดแรงตึงผิวที่สูง และของไหลบางจะส่งผลให้แรงตึงผิวลดลง ผิด. อันที่จริงงานวิจัยของฉันแสดงให้เห็นว่าไม่มีความสัมพันธ์ที่แน่นอน

ครั้งแรกที่ฉันพิจารณาสิ่งที่ดูเหมือนเป็นการเปรียบเทียบตัวเลขระหว่างประเทศแบบง่ายๆ มันเป็นมากกว่าแค่ความยุ่งเหยิงทางทฤษฎี อย่างไรก็ตาม คำตอบนั้นชัดเจน: ไม่มีความสัมพันธ์กัน เหตุผลไม่ง่ายขนาดนั้น ฉันคิดว่าบทสรุปที่ดีคือแรงตึงผิวเกี่ยวข้องกับสภาวะคงตัว และความหนืดเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่