viscosidad

1. Fis.

Fluido baten molekulen artean sortzen den barne-marruskadura, elkarren ondoko fluido-geruzen arteko higidura erlatibo bat sortzeari erresistentzia egiten diona.

1. Fis.
Fluido baten molekulen artean sortzen den barne-marruskadura, elkarren ondoko fluido-geruzen arteko higidura erlatibo bat sortzeari erresistentzia egiten diona.

Biskositatea Edit

Egilea: Jose Ramon Etxebarria

BISKOSITATEA

Fluidoak tangentzialki deformatuak izateko dagoen zailtasunaren neurria adierazten duen magnitudea da biskositatea. Fluido guztien ezaugarria da, likidoena eta gasena; dena den, azterketa teorikoa egiteko, biskositaterik ez duen fluidoari fluido ideal deritzo, eta eredu hori hurbilketa modura erabiltzen da kalkuluak errazteko.

Solidoen eta fluidoen arteko desberdintasuna indar tangentzialen eraginpean daudenean duten portaera deformagarrian ageri da nabarien. Solidoek deformazio mugatua jasaten dute indar tangentziala aplikatzean, hots, puntu bateraino deformatu eta horrela geratzen dira, geldi; eta, ondoren, indarra desagertzean, berreskuratu egiten dute hasierako forma. Berreskuratze hori osoa da gorputz elastikoen kasuan, eta partziala, gorputz plastikoen kasuan. Fluidoak, ordea, mugarik gabe deformatzen dira indar tangentzialen eraginpean, eta deformazioa ez da gelditzen indarraren eraginak irauten duen bitartean, zeren horrelako indarren eraginez fluidoen fluxua edo jariapena gertatzen baita. Fluxu horren abiadura handiagoa edo txikiagoa izatea egiten duena biskositatea da; izan ere, fluidoek erresistentzia jartzen diete indar tangentzialei, eta biskositatea da erresistentzia horren norainokoa adierazten duen magnitudea.

Biskositatearen esanahia ulertzeko, fluido-partikulek jasaten dituzten indarrak ulertu behar dira. Pausagunean dagoen fluido baten kubo infinitesimal bat kontsideratuz gero, bere aurpegietan indar normalek soilik eragiten dutela konturatuko gara, zeren indar tangentzialik balego, fluidoaren izaeragatik, ez bailitzateke pausagunerik egongo. Beraz, egoera estatikoan ez dago indar tangentzialik. Baina fluido-partikulak jariatzen ari direnean, indar tangentzialak ageri dira, fluidoaren barne-marruskadurarekin erlazionaturik. Fluidoaren gainazal infinitesimal lau bat kontsideratuz gero (kubo infinitesimalaren aurpegi bat), azalera-unitateko egiten den indar tangentzialari ebakidura-tentsio deritzo; hain zuzen, ebakidura-tentsioa da fluidoaren bi geruzaren arteko higidura erlatiboa gauzatu ahal izateko (fluidoa jariatzeko) egin beharreko indarra.

Ebakidura-tentsio hori erlazionaturik dago fluidoaren propietatea den biskositatearekin. Preseski, honelaxe adierazten da ebakidura-tentsioa ( τ ) fluidoaren geruzen arteko abiadura-gradientearen ( dv / dl ) funtzioan:

τ = η dv dl ,

non η parametroari fluidoaren biskositate-koefiziente dinamiko deritzon (biskositate absolutu ere baderitzo, eta μ sinboloa ere onarturik dago). Agerikoa denez, η parametroa fluidoaren ezaugarria da. Fluidoaren barne-marruskadura zenbat eta handiagoa izan, biskositate-koefizientea hainbat eta handiagoa da. Biskositatea handia bada, geruzen arteko marruskadura handia da, eta fluidoari gehiago kostatzen zaio jariatzea: zenbat eta handiagoa, fluidoa gero eta solido izatetik hurbilago. Alderantziz, biskositatea nulua balitz, superfluido bat izango genuke, eta horrek propietate bitxiak izango lituzke (bete gabeko ontzietatik irtengo litzateke, adibidez).

Aurreko adierazpen matematikoari Newtonen biskositate-legea deritzo. Berez, η koefizientea ez da zertan konstantea izan, ebakidura-tentsioaren funtzioa baizik, hots, η = f ( τ ) . Dena den, hainbat fluidoren kasuan konstantetzat har daiteke, eta horrek asko errazten ditu kalkuluak. Biskositate-koefiziente konstantea duten fluidoei fluido newtondar deritze; koefiziente konstantea ez dutenak fluido ez-newtondarrak dira. Zer esanik ez, fluido idealen kasuan η = 0 da.

Biskositate-koefiziente dinamikoaz gain, biskositate-koefiziente zinematikoa ere erabiltzen da ( ν ), zeina koefiziente dinamikoaren ( η ) eta fluidoaren dentsitatearen ( ρ ) arteko zatidura modura definitzen den, honelaxe:

ν = η ρ .

Biskositate dinamikoaren unitateak kg m 1 s 1 edo Pa s dimentsioak ditu SI sisteman, eta batzuetan unitate horri poiseuille deritzo¸ J. L. M. Poiseuille (1799-1869) izeneko mediku eta filosofo frantziarraren ohorez, eta Pl sinboloaz adierazten da. Dena den, asko erabiltzen da poise (P) unitatea ere, izatez CGS sistemakoa dena. Hauxe da bien arteko erlazioa: 1 Pl = 10 P.

Biskositate zinematikoaren unitateak m 2 s 1 dimentsioak ditu SI sisteman. Bestalde, CGS sisteman erabiltzen den unitateari stokes deritzo, eta St sinboloaz adierazten da, G. G. Stokes (1819-1903) izeneko matematikari eta fisikari irlandarraren ohorez.