Berze pret viskozitāti
Berze un viskozitāte ir divas vielas īpašības, kas ir vitāli svarīgas vielas uzvedības izpratnei. Nepieciešama laba izpratne par viskozitāti un blīvumu, lai aprakstītu lielāko daļu notikumu, kas notiek šķidruma dinamikā, šķidruma statikā, cietā statikā, cietā dinamikā un gandrīz visos tehniskajos pielietojumos. Šīs parādības tiek novērotas ikdienas dzīvē, un tās ir patiešām viegli saprast, ņemot vērā to, ka tiek izmantota pareizā pieeja. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir berze un viskozitāte, to definīcijas, līdzības, kas izraisa berzi un viskozitāti, un visbeidzot to atšķirības.
Viskozitāte
Viskozitāti definē kā šķidruma pretestības mēru, kuru deformē vai nu bīdes spriegums, vai stiepes spriegums. Vispārīgāk sakot, viskozitāte ir šķidruma “iekšējā berze”. To sauc arī par šķidruma biezumu. Viskozitāte ir vienkārši berze starp diviem šķidruma slāņiem, kad abi slāņi pārvietojas viens pret otru. Sers Īzaks Ņūtons bija pionieris šķidruma mehānikā. Viņš postulēja, ka Ņūtona šķidrumam bīdes spriegums starp slāņiem ir proporcionāls ātruma gradientam virzienā, kas ir perpendikulārs slāņiem. Šeit izmantotā proporcionālā konstante (proporcionalitātes koeficients) ir šķidruma viskozitāte. Viskozitāti parasti apzīmē ar grieķu burtu “µ”. Šķidruma viskozitāti var izmērīt, izmantojot viskozimetrus un reometrus. Viskozitātes mērvienības ir Paskal-sekundes (vai Nm-2 s). CVS sistēma izmanto viskozitātes mērīšanai vienību “poise”, kas nosaukta Žana Luī Marī Poiseuila vārdā. Šķidruma viskozitāti var izmērīt arī ar vairākiem eksperimentiem. Šķidruma viskozitāte ir atkarīga no temperatūras. Viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai.
τ = μ (∂u / ∂y)
Viskozitātes vienādojumi un modeļi šķidrumiem, kas nav Ņūtona, ir ļoti sarežģīti. Var skaidri redzēt, ka viskozitāte vienmēr darbojas virzienā, lai pretotos šķidruma plūsmai. Viskozie spēki ir sadalīti visā šķidruma tilpumā noteiktā dinamiskā stāvoklī.
Berze
Berze, iespējams, ir visizplatītākais pretestības spēks, ko mēs piedzīvojam katru dienu. Berzi izraisa divu raupju virsmu saskare. Berzei ir pieci režīmi; sausa berze, kas notiek starp diviem cietiem ķermeņiem, šķidruma berze, kas pazīstama arī kā viskozitāte, ieeļļota berze, kur divas cietās vielas ir atdalītas ar šķidru slāni, ādas berze, kas pretojas kustīgajai cietajai daļai šķidrumā, un iekšējā berze, kas izraisa cietas vielas iekšējās sastāvdaļas berzes radīšanai. Tomēr sausās berzes vietā visbiežāk lieto terminu “berze”. To izraisa raupjās mikroskopiskās dobumi uz katras virsmas, kas pieguļ viens otram un atsakās kustēties. Sausā berze starp divām virsmām ir atkarīga no berzes koeficienta un reaktīvā spēka, kas ir normāls plaknei, kas iedarbojas uz objektu. Maksimālā statiskā berze starp divām virsmām ir nedaudz augstāka nekā dinamiskā berze.
Kāda ir atšķirība starp berzi un viskozitāti?
• Viskozitāte faktiski ir berzes apakškategorija, tomēr sausa berze notiek tikai starp divām cietām virsmām, bet viskozitāte - šķidrumos starp diviem šķidruma slāņiem.
• Dinamiskos un statiskos apstākļus sausajai berzei nosaka atsevišķi. Viskozitātei nav statiska stāvokļa, jo šķidrās molekulas vienmēr ir kustīgas.
