Yüzey Gerilimi vs Viskozite
Viskozite ve yüzey gerilimi, akışkanların mekaniği ve statiğiyle ilgili çok önemli iki olgudur. Hidrodinamik, aerodinamik ve hatta havacılık gibi alanlar bu fenomenlerin sonuçlarından etkilenir. Bu tür alanlarda üstünlük sağlamak için bu fenomenlerde sağlam bir bilgiye sahip olmak çok önemlidir. Bu makale viskozite ve yüzey gerilimini karşılaştıracak ve ikisi arasındaki farkları sunacaktır.
Yüzey Gerilimi Nedir?
Homojen bir sıvı düşünün. Sıvının merkezindeki her molekül, sıvıyı her tarafa çeken tam olarak aynı miktarda kuvvete sahip olacaktır. Çevredeki moleküller, merkezi molekülü her yöne eşit olarak çekiyor. Şimdi bir yüzey molekülü düşünün. Sadece sıvıya doğru etki eden kuvvetleri vardır. Hava-sıvı yapışma kuvvetleri, sıvı-sıvı yapışma kuvvetleri kadar güçlü bile değildir. Bu nedenle, yüzey molekülleri sıvının merkezine doğru çekilir ve paketlenmiş bir molekül tabakası oluşturur. Moleküllerin bu yüzey tabakası sıvı üzerinde ince bir film gibi davranır. Su striderinin gerçek yaşam örneğini alırsak, bu ince filmi kendini suyun yüzeyine yerleştirmek için kullanır. Bu katman üzerinde kayar. Bu katman olmasa hemen boğulur. Yüzey gerilimi, yüzeye çizilen birim uzunluktaki bir çizgiye dik olan yüzeye paralel kuvvet olarak tanımlanır. Yüzey geriliminin birimleri Nm-1'dir. Yüzey gerilimi, birim alan başına enerji olarak da tanımlanır. Bu aynı zamanda yüzey gerilimine yeni bir birim verir. Jm-2 İki karışmaz sıvı arasında meydana gelen yüzey gerilimi, arayüzey gerilimi olarak bilinir.
Viskozite nedir?
Viskozite, kayma gerilimi veya çekme gerilimi ile deforme olan bir sıvının direncinin bir ölçüsü olarak tanımlanır. Daha yaygın bir deyişle, viskozite, bir sıvının "iç sürtünmesidir". Aynı zamanda bir sıvının kalınlığı olarak da adlandırılır. Viskozite, iki tabaka birbirine göre hareket ettiğinde, bir akışkanın iki tabakası arasındaki sürtünmedir. Sir Isaac Newton, akışkanlar mekaniğinde bir öncüydü. Newton tipi bir akışkan için, tabakalar arasındaki kayma gerilmesinin, tabakalara dik doğrultudaki hız gradyanı ile orantılı olduğunu öne sürdü. Burada kullanılan orantı sabiti (orantılılık faktörü), akışkanın viskozitesidir. Viskozite genellikle Yunanca “µ” harfi ile gösterilir. Bir sıvının viskozitesi, Viskozimetreler ve Reometreler kullanılarak ölçülebilir. Viskozite birimleri Pascal-saniyedir (veya Nm-2s). Cgs sistemi, viskoziteyi ölçmek için Jean Louis Marie Poiseuille'den sonra adlandırılan "denge" birimini kullanır. Bir sıvının viskozitesi de birkaç deneyle ölçülebilir. Bir sıvının viskozitesi sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık arttıkça viskozite azalır.
τ=μ ∂u/∂y
Viskozite denklemleri ve modelleri Newton tipi olmayan akışkanlar için çok karmaşıktır.
Yüzey gerilimi ile viskozite arasındaki fark nedir?
• Yüzey gerilimi, dengesiz moleküller arası kuvvetler nedeniyle sıvılarda meydana gelen bir olay olarak kabul edilebilirken, viskozite hareketli moleküller üzerindeki kuvvetler nedeniyle oluşur.
• Yüzey gerilimi hem hareketli hem de hareketsiz akışkanlarda mevcuttur, ancak viskozite yalnızca hareketli akışkanlarda görülür.
