Viskositeetti vs. tiheys
Viskositeetti ja tiheys ovat nesteiden ja kaasujen kaksi ominaisuutta (tai nesteitä kutsutaan nesteiksi). Ne ovat erittäin hyödyllisiä fysikaalisia määriä, kun on kyse näiden aineiden staattisuuden ja dynamiikan kuvaamiseen. Pelkästään viskositeetti ja tiheys voivat kuvata yli puolet nesteen ominaisuuksista.
Viskositeetti
Viskositeetti määritellään nesteen resistanssin mittaksi, joka on muodonmuutos joko leikkausjännityksen tai vetolujuuden takia. Yleisemmin sanottuna viskositeetti on nesteen ”sisäinen kitka”. Sitä kutsutaan myös nesteen paksudeksi. Viskositeetti on yksinkertaisesti kitka nesteen kahden kerroksen välillä, kun nämä kaksi kerrosta liikkuvat toisiinsa nähden. Sir Isaac Newton oli fluidimekaniikan edelläkävijä. Hän väitti, että Newtonin nesteelle kerrosten välinen leikkausjännitys on verrannollinen nopeusgradientiin kerrosten kanssa kohtisuorassa suunnassa. Tässä käytetty suhteellinen vakio (suhteellisuuskerroin) on nesteen viskositeetti. Viskositeetti merkitään yleensä kreikkalaisella kirjaimella “µ”. Nesteen viskositeetti voidaan mitata viskosimeereillä ja reometrillä. Viskositeettiyksiköt ovat Pascal-sekuntia (tai Nm-2s). Cgs-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuille -nimistä yksikköä ”poise” viskositeetin mittaamiseen. Nesteen viskositeetti voidaan mitata myös useilla kokeilla. Nesteen viskositeetti riippuu lämpötilasta. Viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.
Viskositeettiyhtälöt ja mallit ovat erittäin monimutkaisia muille kuin Newtonin nesteille.
Tiheys
Tiheys määritellään massana tilavuusyksikköä kohti. Tiheydellä on tärkeä rooli nestemekaniikassa. Tapahtumat, kuten työntövoima, ovat riippuvaisia tiheydestä. Tiheys on se mitä me normaalisti kutsutaan nesteen "painoksi". Tiheys on käsite, jonka olemme todella tuttuja. Se voidaan saada yksinkertaisesta yhtälöstä tiheys = massa / tilavuus. Sen yksiköt ovat Kgm-3.
Mikä on ero viskositeetin ja tiheyden välillä??
Vaikka suurin osa ihmisistä ajattelee, että viskositeetti ja tiheys ovat molemmat sama asia eri muodoissa, ne ovat kaksi todella erilaista käsitettä. Tiheys on koostumuksen molekyylipainon mittaus. Yksinkertaisemmin sanottuna tiheys = molekyylien lukumäärä x käytetty molekyylipaino / tilavuus, kun taas viskositeetti on molekyylien välisten voimien ja molekyylien muotojen mittaus. Viskositeetti kertoo "kitkan" annetun nesteen kahden kerroksen välillä, kun taas tiheys vaihtelee hieman lämpötilan mukaan, viskositeetti muuttuu nopeasti. Sekä tiheys että viskositeetti pienenevät lämpötilan myötä, mutta viskositeetilla on enimmäkseen eksponentiaalinen suhde lämpötilaan. Tiheydellä on lineaarinen suhde. Tämä lämpötilan viskositeettisuhde on autovoiteluainetekniikan perusta.
Viskositeetti ja tiheys ovat kaksi erilaista fysikaalista ilmiötä täysin erilaisista näkökohdista riippuen. Yleinen väärinkäsitys "raskaammat nesteet ovat viskoosisempia" on jätettävä pois.