什么是粘度?

重要的是要理解,粘度和粒径之间没有简单的关系可以涵盖所有类型的液体。液体粘度是由其颗粒之间的力(也称为分子)引起的。

在不同的液体中存在不同的力。例如,水具有很强的氢键,而汞在其原子和分子之间具有金属相互作用。油脂的范德华力也要弱得多。

在25°C下以毫帕斯卡(mPa)为单位的不同类型的力和粘度的一些示例如下:

  • 氢键水(H 2 O)0.890
  • 金属相互作用汞(Hg)1.526
  • 范德华力四氯甲烷(CCl 4)0.908
  • 极性力四氯硅烷(SiCl 4)99.4

在范德华力的情况下,力随颗粒大小而增长。从碳氢化合物中的C1(甲醇)到C10(癸醇),粘度几乎呈线性增加。

这是由于直链烃链的长度增加。植物油中分子长,因此范德华力大,因此粘度高。在氢键的情况下,一个分子可以形成的键数对其粘度有很大影响。

考虑三种简单的液体,它们的分子大小都非常相似,分别具有一个,两个和三个氢键形成基团。25°C下以毫帕斯卡(mPa)为单位的粘度为:

  • 丙醇2
  • 丙二醇40
  • 丙三醇(甘油)934

显着增加的原因是,每个分子中更多的氢键有助于液体中分子之间的牢固3维网络,而单个氢键只能形成线性链或至多为环。

粘度单位是多少?

动态(绝对)粘度

当测量值基于基本物理力单位[N],长度[m]和时间[s]时,

动态粘度= [N / m 2 ]•[s] =力/长度2 •时间= [Pa]•[s]

粘度测量的基本单位是平衡。需要1达因/ cm 2的剪切应力以产生1倒数秒的剪切速率的材料,其粘度为1泊或100厘泊。

人们可能会遇到以帕斯卡-秒(Pa•s)或毫帕斯卡-秒(mPa•s)表示的粘度测量值,这是国际体系的单位,有时会优先使用公制名称。

一帕斯卡秒等于十泊,一毫帕斯卡秒等于一厘泊。

在SI系统中,动态粘度单位为N s / m 2,Pa.s或kg / ms,其中:

1 Pa.s = 1N s / m 2 = 1千克/毫秒

的动态粘度在度量CGS(厘米-克-秒)系统通常表示为克/ cm.s,dyne.s /厘米2或泊(P),其中

1泊=达因.s / cm 2 = g / cm.s = 1 / 10Pa.s = 1 / 10N.s / m 2

出于实际目的,平衡度太大,通常将其除以100分成较小的单位,称为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)下的水的绝对粘度为1cP。

运动粘度

使用SI系统,理论单位为m 2 / s或常用的斯托克(St),其中

1St = 10 -4 m 2 /秒

由于笔画是一个不切实际的大单位,因此通常将其除以100,得到称为Centistokes(cSt)的单位,其中

1st = 100cSt

1cSt = 10 -6 m 2 /秒

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由于在68.4°F(20.2°C)下水的比重几乎是一(1),因此在68.4°F下水的运动粘度对于所有实际目的都是1.0 cSt。

运动粘度

运动粘度与动态或绝对粘度的关系可以表示为

ν= 4.63 µ / SG

哪里

ν=运动粘度(SSU)
µ =动态或绝对粘度(cP)
SG =比重

世界上粘度最高的材料

粘度是液体抗流动性的量度。稀薄,低粘度的液体容易流动。浓稠的高粘度液体流动更慢,或者需要施加剪切应力才能引起流动。最终所有固体都会响应剪切应力而流动,因此,原则上可以将固体视为具有很高粘度的液体。

确定世界上最高粘度是基于对液体和固体之间的分界线(如果有)的看法。分界线约为10 12 Pa's。

如果我们接受所有的固体都是液体,那么金刚石的粘度最高。

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