Ketegangan Permukaan lwn Kelikatan
Kelikatan dan tegangan permukaan ialah dua fenomena yang sangat penting berkenaan dengan mekanik dan statik bendalir. Bidang seperti hidrodinamik, aerodinamik dan juga penerbangan dipengaruhi oleh akibat fenomena ini. Adalah penting untuk mempunyai pengetahuan yang kukuh dalam fenomena ini untuk cemerlang dalam bidang tersebut. Artikel ini akan membandingkan kelikatan dan ketegangan permukaan serta membentangkan perbezaan antara keduanya.
Apakah itu Ketegangan Permukaan?
Pertimbangkan cecair homogen. Setiap molekul di bahagian tengah cecair akan mempunyai jumlah daya yang sama menariknya ke setiap sisi. Molekul di sekelilingnya menarik molekul pusat secara seragam pada setiap arah. Sekarang pertimbangkan molekul permukaan. Ia hanya mempunyai daya yang bertindak ke atasnya terhadap cecair. Daya pelekat udara – cecair tidak sekuat daya padu cecair – cecair. Oleh itu, molekul permukaan tertarik ke arah pusat cecair, mewujudkan lapisan molekul yang dibungkus. Lapisan permukaan molekul ini bertindak sebagai filem nipis pada cecair. Jika kita mengambil contoh kehidupan sebenar water strider, ia menggunakan filem nipis ini untuk meletakkan dirinya di permukaan air. Ia meluncur pada lapisan ini. Jika bukan kerana lapisan ini, ia akan lemas serta-merta. Ketegangan permukaan ditakrifkan sebagai daya yang selari dengan permukaan berserenjang dengan garis panjang unit yang dilukis pada permukaan. Unit tegangan permukaan ialah Nm-1 Ketegangan permukaan juga ditakrifkan sebagai tenaga per unit luas. Ini juga memberikan tegangan permukaan unit baharu Jm-2 Ketegangan permukaan, yang berlaku di antara dua cecair tidak bercampur, dikenali sebagai tegangan antara muka.
Apakah itu Kelikatan?
Kelikatan ditakrifkan sebagai ukuran rintangan bendalir, yang berubah bentuk oleh sama ada tegasan ricih atau tegasan tegangan. Dalam perkataan yang lebih biasa, kelikatan ialah "geseran dalaman" bendalir. Ia juga dirujuk sebagai ketebalan cecair. Kelikatan hanyalah geseran antara dua lapisan cecair apabila dua lapisan bergerak secara relatif antara satu sama lain. Sir Isaac Newton adalah perintis dalam mekanik bendalir. Beliau membuat postulat bahawa, untuk bendalir Newtonian, tegasan ricih antara lapisan adalah berkadar dengan kecerunan halaju dalam arah yang berserenjang dengan lapisan. Pemalar berkadar (faktor kekadaran) yang digunakan di sini ialah kelikatan bendalir. Kelikatan biasanya dilambangkan dengan huruf Yunani "µ". Kelikatan bendalir boleh diukur menggunakan Viscometers dan Rheometers. Unit kelikatan ialah Pascal-saat (atau Nm-2s). Sistem cgs menggunakan unit "poise" yang dinamakan sempena Jean Louis Marie Poiseuille untuk mengukur kelikatan. Kelikatan cecair juga boleh diukur dengan beberapa eksperimen. Kelikatan bendalir bergantung pada suhu. Kelikatan berkurangan apabila suhu meningkat.
τ=μ ∂u/∂y
Persamaan dan model kelikatan adalah sangat kompleks untuk cecair bukan Newtonian.
Apakah perbezaan antara tegangan permukaan dan kelikatan?
• Ketegangan permukaan boleh dianggap sebagai kejadian yang berlaku dalam cecair disebabkan oleh daya antara molekul yang tidak seimbang, manakala kelikatan berlaku disebabkan oleh daya pada molekul yang bergerak.
• Ketegangan permukaan wujud dalam kedua-dua cecair yang bergerak dan tidak bergerak, tetapi kelikatan hanya kelihatan dalam cecair yang bergerak.
