Différence entre tension de surface et viscosité

Tension superficielle vs viscosité

La viscosité et la tension superficielle sont deux phénomènes très importants en ce qui concerne la mécanique et la statique des fluides. Des domaines tels que l'hydrodynamique, l'aérodynamique et même l'aviation sont affectés par les conséquences de ces phénomènes. Il est essentiel d’avoir une bonne connaissance de ces phénomènes pour exceller dans de tels domaines. Cet article comparera la viscosité et la tension superficielle et présentera les différences entre les deux.

Quelle est la tension superficielle?

Considérons un liquide homogène. Chaque molécule dans les parties centrales du liquide aura exactement la même force qui le tire de tous les côtés. Les molécules environnantes tirent la molécule centrale uniformément dans toutes les directions. Considérons maintenant une molécule de surface. Il ne dispose que de forces agissant sur le liquide. Les forces adhésives air-liquide ne sont même pas aussi fortes que les forces de cohésion liquide-liquide. Par conséquent, les molécules de surface sont attirées vers le centre du liquide, créant ainsi une couche compacte de molécules. Cette couche superficielle de molécules agit comme un film mince sur le liquide. Si nous prenons l'exemple réel de l'eau de mer, il utilise ce film mince pour se placer à la surface de l'eau. Il glisse sur cette couche. Si ce n’est pas pour cette couche, elle se noierait immédiatement. La tension superficielle est définie comme la force parallèle à la surface perpendiculaire à une ligne de longueur unitaire dessinée à la surface. Les unités de tension superficielle sont Nm^-1. La tension superficielle est également définie en énergie par unité de surface. Cela donne également à la tension superficielle une nouvelle unité Jm^-2. La tension superficielle, qui se produit entre deux fluides non miscibles, est connue sous le nom de tension interfaciale.

Quelle est la viscosité?

La viscosité est définie comme une mesure de la résistance d'un fluide qui se déforme soit par contrainte de cisaillement soit par contrainte de traction. En termes plus courants, la viscosité est le "frottement interne" d'un fluide. C'est aussi appelé l'épaisseur d'un fluide. La viscosité est simplement le frottement entre deux couches d'un fluide lorsque les deux couches se déplacent l'une par rapport à l'autre. Sir Isaac Newton était un pionnier de la mécanique des fluides. Il a postulé que, pour un fluide newtonien, la contrainte de cisaillement entre les couches est proportionnelle au gradient de vitesse dans la direction perpendiculaire aux couches. La constante proportionnelle (facteur de proportionnalité) utilisée ici est la viscosité du fluide. La viscosité est généralement désignée par la lettre grecque «µ». La viscosité d'un fluide peut être mesurée à l'aide de viscosimètres et rhéomètres. Les unités de viscosité sont Pascal-secondes (ou Nm^-2s). Le système cgs utilise l’unité «équilibre», du nom de Jean Louis Marie Poiseuille, pour mesurer la viscosité. La viscosité d'un fluide peut également être mesurée par plusieurs expériences. La viscosité d'un fluide dépend de la température. La viscosité diminue lorsque la température augmente.

τ = μ ∂u / ∂y

Les équations et les modèles de viscosité sont très complexes pour les fluides non newtoniens.