重要的是要理解,粘度和粒徑之間沒有簡單的關(guān)系可以涵蓋所有類型的液體。液體粘度是由其顆粒之間的力(也稱為分子)引起的。
在不同的液體中存在不同的力。例如,水具有很強(qiáng)的氫鍵,而汞在其原子和分子之間具有金屬相互作用。油脂的范德華力也要弱得多。
在25°C下以毫帕斯卡(mPa)為單位的不同類型的力和粘度的一些示例如下:
在范德華力的情況下,力隨顆粒大小而增長。從碳?xì)浠衔镏械腃1(甲醇)到C10(癸醇),粘度幾乎呈線性增加。
這是由于直鏈烴鏈的長度增加。植物油中分子長,因此范德華力大,因此粘度高。在氫鍵的情況下,一個(gè)分子可以形成的鍵數(shù)對(duì)其粘度有很大影響。
考慮三種簡單的液體,它們的分子大小都非常相似,分別具有一個(gè),兩個(gè)和三個(gè)氫鍵形成基團(tuán)。25°C下以毫帕斯卡(mPa)為單位的粘度為:
顯著增加的原因是,每個(gè)分子中更多的氫鍵有助于液體中分子之間的牢固3維網(wǎng)絡(luò),而單個(gè)氫鍵只能形成線性鏈或至多為環(huán)。
當(dāng)測量值基于基本物理力單位[N],長度[m]和時(shí)間[s]時(shí),
動(dòng)態(tài)粘度= [N / m 2 ]•[s] =力/長度2 •時(shí)間= [Pa]•[s]
粘度測量的基本單位是平衡。需要1達(dá)因/ cm 2的剪切應(yīng)力以產(chǎn)生1倒數(shù)秒的剪切速率的材料,其粘度為1泊或100厘泊。
人們可能會(huì)遇到以帕斯卡-秒(Pa•s)或毫帕斯卡-秒(mPa•s)表示的粘度測量值,這是G際體系的單位,有時(shí)會(huì)優(yōu)先使用公制名稱。
一帕斯卡秒等于十泊,一毫帕斯卡秒等于一厘泊。
在SI系統(tǒng)中,動(dòng)態(tài)粘度單位為N s / m 2,Pa.s或kg / ms,其中:
1 Pa.s = 1N s / m 2 = 1千克/毫秒
的動(dòng)態(tài)粘度在度量CGS(厘米-克-秒)系統(tǒng)通常表示為克/ cm.s,dyne.s /厘米2或泊(P),其中
1泊=達(dá)因.s / cm 2 = g / cm.s = 1 / 10Pa.s = 1 / 10N.s / m 2
出于實(shí)際目的,平衡度太大,通常將其除以100分成較小的單位,稱為centiPoise(cP),其中:
1p = 100cP
1cP = 0.01磅= 0.01g / cm.s = 0.001Pa.s = 0.001Ns / m 2
68.4°F(20.2°C)下的水的jue對(duì)粘度為1cP。
使用SI系統(tǒng),理論單位為m 2 / s或常用的斯托克(St),其中
1St = 10 -4 m 2 /秒
由于筆畫是一個(gè)不切實(shí)際的大單位,因此通常將其除以100,得到稱為Centistokes(cSt)的單位,其中
1st = 100cSt
1cSt = 10 -6 m 2 /秒
由于在68.4°F(20.2°C)下水的比重幾乎是一(1),因此在68.4°F下水的運(yùn)動(dòng)粘度對(duì)于所有實(shí)際目的都是1.0 cSt。
運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)態(tài)或jue對(duì)粘度的關(guān)系可以表示為
ν= 4.63 µ / SG
哪里
ν=運(yùn)動(dòng)粘度(SSU)
µ =動(dòng)態(tài)或jue對(duì)粘度(cP)
SG =比重
粘度是液體抗流動(dòng)性的量度。稀薄,低粘度的液體容易流動(dòng)。濃稠的高粘度液體流動(dòng)更慢,或者需要施加剪切應(yīng)力才能引起流動(dòng)。zui終所有固體都會(huì)響應(yīng)剪切應(yīng)力而流動(dòng),因此,原則上可以將固體視為具有很高粘度的液體。
確定世界上zui高粘度是基于對(duì)液體和固體之間的分界線(如果有)的看法。分界線約為10 12 Pa's。
如果我們接受所有的固體都是液體,那么金剛石的粘度zui高。