كيف يرتبط التوتر السطحي باللزوجة؟

أولاً، يشترك التوتر السطحي السائل واللزوجة في خاصية مشتركة: كلاهما يرتبطان بخصائص السائل. بعد ذلك، تبدأ الأمور بالضبابية.
لنبدأ بالتوتر السطحي. يتضمن ذلك التوتر السطحي - خاصية السطح السائل الذي يطفو الورق عليه؛ فهو يعمل كحاجز أمام المواد الغريبة ويحافظ أيضًا على تماسك السائل. تنجم هذه الخاصية الفريدة عن القوى غير المتوازنة المؤثرة على جزيئات السطح والتي تنسحب نحو الجزء الرئيسي من السائل.
من ناحية أخرى، ترتبط اللزوجة بمعدل قص اللزوجة، ومقاومة السائل للتشوه أو التحرك. يحدث هذا بسبب الاحتكاك بين الجزيئات.

التوتر السطحي هو ظاهرة أبسط من اللزوجة. وهو مستقر بشكل أساسي ويتم تعديله بشكل أساسي عن طريق درجة الحرارة والمواد الكيميائية التي تغير خصائص الترابط للجزيء. مع انخفاض درجة الحرارة، يزداد التوتر السطحي n. ويتجلى تأثير إضافة مواد غير ذات صلة عن طريق وضع الصابون (الفاعل بالسطح) في الماء لتقليل التوتر السطحي، مما يسمح للأوساخ الموجودة على يديك بالاختلاط بسهولة أكبر مع الماء.

عندما يتعلق الأمر باللزوجة، فمن المهم معرفة نوع السائل. على سبيل المثال، هناك موائع نيوتونية تستجيب للقوى (التي تسمى أحيانًا معدل القص) التي تحرك السائل بطريقة خطية مستقيمة (وتسمى أحيانًا إجهاد القص).

ومع ذلك، تتبع السوائل غير النيوتونية مجموعة مختلفة من القواعد. مع زيادة الضغط أو القوة، تقل لزوجة مائع تخفيف القص. تغير السوائل المتغيرة اللزوجة بمرور الوقت - مثل المواد الهلامية والغرويات، ونعم، يكون الكاتشب مستقرًا عندما يكون في حالة سكون ولكنه يصبح سائلًا عند تحريكه.

لذلك نرى أن العثور على القيمة الحقيقية للزوجة (والتي قد يعتقد البعض منا أنها مجرد سمك) هي عملية معقدة. على عكس التوتر السطحي، الذي يميل إلى أن يكون ظاهرة ثابتة، فإن اللزوجة تكون في أقصى حالاتها لزوجة وهي في حالة حركة. كل شيء يتعلق بقياس التوتر السطحي يجب أن يتعلق بما إذا كنا نستخدم ألواح فيلهلمي أو حلقات دونوي.

ربما ينبغي أن يكون السؤال الأخير هو السؤال الأول فيما يتعلق بالعلاقة بين التوتر السطحي واللزوجة. قد تعتقد أن السائل السميك قد يترجم إلى توتر سطحي مرتفع وأن السائل الرقيق سيؤدي إلى انخفاض التوتر السطحي. خطأ. في الواقع، يظهر بحثي أنه لا يوجد ارتباط محدد.

عندما فكرت لأول مرة في إجراء ما بدا وكأنه مقارنة بسيطة بين الأرقام الدولية، كان الأمر أكثر من مجرد تشابك نظري. لكن الجواب واضح: لا يوجد ارتباط. والسبب ليس بهذه البساطة. أعتقد أن الملخص الجيد هو أن التوتر السطحي يتعلق بالحالة المستقرة واللزوجة تتعلق بالحركة.