सतह तनाव बनाम चिपचिपापन
चिपचिपापन और सतह तनाव तरल पदार्थ के यांत्रिकी और स्थिरता के संबंध में दो बहुत ही महत्वपूर्ण घटनाएं हैं। इन घटनाओं के परिणामों से हाइड्रोडायनामिक्स, वायुगतिकी और यहां तक कि विमानन जैसे क्षेत्र प्रभावित होते हैं। इन क्षेत्रों में उत्कृष्टता प्राप्त करने के लिए इन घटनाओं में एक अच्छा ज्ञान होना महत्वपूर्ण है। यह लेख चिपचिपाहट और सतह तनाव की तुलना करेगा और दोनों के बीच के अंतर को प्रस्तुत करेगा।
सतह तनाव क्या है?
एक सजातीय तरल पर विचार करें। द्रव के मध्य भाग में प्रत्येक अणु में ठीक उसी मात्रा में बल होगा जो इसे हर तरफ खींचेगा।आसपास के अणु केंद्रीय अणु को हर दिशा में समान रूप से खींच रहे हैं। अब एक सतह अणु पर विचार करें। इसमें केवल तरल की ओर कार्य करने वाले बल होते हैं। वायु-तरल चिपकने वाली ताकतें तरल-तरल चिपकने वाली ताकतों जितनी मजबूत नहीं होती हैं। इसलिए, सतह के अणु तरल के केंद्र की ओर आकर्षित हो जाते हैं, जिससे अणुओं की एक पैक परत बन जाती है। अणुओं की यह सतह परत तरल पर एक पतली फिल्म के रूप में कार्य करती है। अगर हम वाटर स्ट्राइडर के वास्तविक जीवन का उदाहरण लें, तो यह इस पतली फिल्म का उपयोग पानी की सतह पर रखने के लिए करता है। यह इस परत पर सरकता है। यदि यह इस परत के लिए नहीं है, तो यह तुरंत डूब जाएगा। सतह तनाव को सतह पर खींची गई एक इकाई लंबाई रेखा के लंबवत सतह के समानांतर बल के रूप में परिभाषित किया गया है। सतह तनाव की इकाइयाँ Nm-1 सतह तनाव को प्रति इकाई क्षेत्र ऊर्जा के रूप में भी परिभाषित किया जाता है। यह सतह तनाव को भी एक नई इकाई देता है Jm-2 सतही तनाव, जो दो अमिश्रणीय तरल पदार्थों के बीच होता है, इंटरफेशियल तनाव के रूप में जाना जाता है।
चिपचिपापन क्या है?
चिपचिपापन एक तरल पदार्थ के प्रतिरोध के माप के रूप में परिभाषित किया गया है, जो कि कतरनी तनाव या तन्य तनाव से विकृत हो रहा है। अधिक सामान्य शब्दों में, चिपचिपाहट एक तरल पदार्थ का "आंतरिक घर्षण" है। इसे द्रव की मोटाई के रूप में भी जाना जाता है। जब दो परतें एक दूसरे के सापेक्ष चलती हैं तो चिपचिपापन तरल पदार्थ की दो परतों के बीच का घर्षण होता है। सर आइजैक न्यूटन द्रव यांत्रिकी में अग्रणी थे। उन्होंने कहा कि, न्यूटनियन द्रव के लिए, परतों के बीच कतरनी तनाव परतों के लंबवत दिशा में वेग ढाल के समानुपाती होता है। यहाँ प्रयुक्त आनुपातिक स्थिरांक (आनुपातिकता कारक) द्रव की श्यानता है। चिपचिपापन आमतौर पर ग्रीक अक्षर "μ" द्वारा दर्शाया जाता है। किसी तरल पदार्थ की श्यानता को विस्कोमीटर और रियोमीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है। चिपचिपाहट की इकाइयाँ पास्कल-सेकंड (या Nm-2s) हैं। सीजीएस प्रणाली चिपचिपाहट को मापने के लिए जीन लुई मैरी पॉइस्यूइल के नाम पर इकाई "पॉइज़" का उपयोग करती है।किसी द्रव की श्यानता को कई प्रयोगों द्वारा भी मापा जा सकता है। किसी द्रव की श्यानता ताप पर निर्भर करती है। तापमान बढ़ने पर चिपचिपाहट कम हो जाती है।
τ=μ u/∂y
न्यूटोनियन तरल पदार्थों के लिए चिपचिपापन समीकरण और मॉडल बहुत जटिल हैं।
सतह तनाव और चिपचिपाहट में क्या अंतर है?
• सतह के तनाव को एक ऐसी घटना के रूप में माना जा सकता है जो असंतुलित अंतर-आणविक बलों के कारण तरल पदार्थों में होती है, जबकि चिपचिपाहट गतिमान अणुओं पर बलों के कारण होती है।
• सतही तनाव गतिमान और अचालक दोनों प्रकार के तरल पदार्थों में मौजूद होता है, लेकिन चिपचिपाहट केवल गतिमान तरल पदार्थों में ही दिखाई देती है।
