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表面張力は粘度とどのように関係しますか?

Aug 05, 2020

まず、液体の表面張力と粘度には共通の特性があり、両方とも流体の特性に関連しています。 その後、物事がぼやけ始めます。
表面張力から始めましょう。 これには表面張力、つまり紙を浮かせる液体表面の性質が関係します。 異物に対するバリアとして機能し、液体を保持します。 このユニークな特性は、液体の主要部分に向かって引っ張られる表面分子の不均衡な力によって引き起こされます。
一方、粘度は粘度せん断速度、つまり変形または移動に対する液体の抵抗に関係します。 これは分子間の摩擦によって引き起こされます。

表面張力は粘度よりも単純な現象です。 これは本質的に安定であり、主に温度と分子の結合特性を変える化学薬品によって変化します。 温度が低下すると、表面張力 n が増加します。 無関係な物質を添加する効果としては、水に石鹸(界面活性剤)を入れて表面張力を下げると、手の汚れが水と混ざりやすくなります。

粘度に関しては、液体の種類を知ることが重要です。 たとえば、流体を直線状に移動させる力 (せん断速度と呼ばれることもあります) (せん断応力と呼ばれることもあります) に応答するニュートン流体があります。

ただし、非ニュートン流体は異なる規則に従います。 圧力または力が増加すると、ずり減粘流体の粘度が減少します。 ゲルやコロイドなどのチキソトロピー流体は時間の経過とともに粘度が変化します。そうです、ケチャップは静止しているときは安定していますが、撹拌すると流体になります。

したがって、粘度 (単なる厚さだと思う人もいるかもしれません) の真の値を見つけるのは複雑なプロセスであることがわかります。 静的な現象である傾向がある表面張力とは異なり、粘度は最も粘度が高く、動いています。 表面張力の測定に関するすべては、ウィルヘルミー プレートを使用するかデュヌイ リングを使用するかに関係する必要があります。

最後の質問はおそらく最初の質問になるはずですが、表面張力と粘度の関係についてです。 濃厚な液体は表面張力が高く、薄い液体は表面張力が低いと考えるかもしれません。 間違っている。 実際、私の研究によると、明確な相関関係はないことがわかっています。

私が最初に、国際的な数字の単純な比較のように見えるものを考えてみたとき、それは単なる理論上の混乱以上のものでした。 しかし、答えは明らかです。相関関係はありません。 理由はそれほど単純ではありません。 表面張力は定常状態に関するものであり、粘度は動きに関するものである、というのが良い要約だと思います。

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