وسائل قياس اللزوجة

اللزوجة

تُعرف اللزوجة علميّاً بأنّها مقاومة المائع للجريان، ومقدار مقاومته للضغط الذي يجبره على التحرّك والسيلان. وكلّما زادت لزوجة المائع قلّت قابليته للحركة والجريان عند تطبيق قوّة عليه، فيمكن وصف العسل بأنّه مائع يمتلك لزوجة عالية فهو يمانع الجريان بينما يوصف الماء بأنه مائع سلس ذو لزوجة منخفضة. وتكون الجزيئات في الموائع اللزجة مرتبطة مع بعضها البعض بشكلٍ كبيرٍ وقويٍّ، ويكون الاحتكاك بينها وبين أيّ جسم صلب ملامسٍ لها عالياً جداً، كما أنّ الاحتكاك بين جزيئات المائع ذاته يكون كبيراً أيضاً.

اللزوجة خاصّيّة مهمة من خواصّ الموائع، فمن خلالها يستطيع المائع مقاومة التغير في شكله حينَ تعرضه لقوى خارجيّة، ويمكننا رؤيتها بشكلٍ كبيرٍ في حياتنا، حيثُ إنّ اللزوجة القليلة للماء مثلاُ تسمح له بالجريان داخل الأنابيب بسهولة، ويسر.

اللزوجة الحركيّة للسوائل

اللزوجة الحركيّة، أو اللزوجة الدينامية تُعرف بأنّها مقدار مقاومة السائل للجريان، وعلاقة هذه المقاومة بدرجة حرارته، حيثُ إنّ ازدياد درجة الحرارة يقلّل من مقاومة الحركة، ويُصبح السائل أكثر سلاسة وميوعة، ويعود السبب في ذلك إلى قوى التماسك بين الجزيئات، والمسافات الصغيرة بينها. فعند تسخين السائل تقلّ قوى التماسك بين الجزيئات، وتزيد طاقتها الحركيّة وبالتالي تقلّ قوى التجاذب بينها وهذا يؤدّي إلى تقليل اللزوجة فيها.

تُربط اللزوجة بسرعة تدفق السائل، فكلما ازدادت السرعة ازدادت اللزوجة، وهذا يعني أنّ مقاومة الجريان تزداد. فلو افترضنا وجود لوحين تفصل بينهما مسافة معينة مملوءة بسائل ما، وقمنا بتحريك اللوح الأول بسرعة معينة مع تثبيت اللوح الثاني، فإنّ السائل الملاصق للوح الأول سيتحرك بذات السرعة التي يتحرك بها اللوح، والسائل الملاصق للوح الثاني سيكون ثابتاً لأنّ اللوح ثابت، أمّا بقيّة طبقات السائل بين اللوحين ستتحرك بسرعة نسبيّة متناسبة طرديّاً بين اللوحين.

لزوجة الغازات

يمكن مراقبة لزوجة الغازات تحت المجهر وتتعلّق بمعدل الطول البعديّ لجزيئات الغاز، وتختلف اللزوجة في الغازات عن السوائل حيثُ إنّ ازدياد درجة الحرارة في الغازات يزيد من لزوجتها على عكس السوائل التي تقل لزوجتها في حالة التسخين، ويعود ذلك إلى أنّ قوى التماسك بين الجزيئات في الغاز قليلة.

قياس اللزوجة

يتمّ قياس لزوجة المواد عن طريق تجربة عمليّة، يتمّ فيها ضغط المائع تحت تأثير قوى خارجيّة في أنبوب ذو قطرٍ معروف ومحدّد، ويتمّ قياس كميّة السائل التي تخرج من الأنبوب خلال وقتٍ معيّنٍ وعلى هذا فإنّ وحدة قياس اللزوجة تكون (نيوتن.ثانية/مترٍ مربعٍ، أو باسكال.ثانية).