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粘性係数 

粘性係数なんて普段の生活に関係ないと思っておられるでしょ?でも、関係するんです。ガマンして最後まで読んで下さい。

Wikipedia:粘性係数
粘度とは、液体などのねばりの度合のことである。粘性率、粘性係数とも呼ぶ。厚さhの液体を間にはさんだ2枚の面積Aの平面が相対速度Uで運動する時発生する力Fは

F=η×A×U/h(ニュートンの式)になり

ηを(動粘度と区別するために)絶対粘度といい、単位はPa・s(パスカル秒)である。CGS単位ではP(ポワズ)が用いられた。

粘度は、毛管粘度計など、細い管のなかを自重で通過する速度(時間)で、比較できるので、絶対粘度を密度で割った動粘度が指標として用いられる。

γ=η/ρ

単位はm2/sであるが、10-4m2/s=1St(ストークス)もつかわれる。工業的にはセイボルト秒などという単位もある。

潤滑油では、粘度指数(VI)で、高温・低温の粘度を規定している。

液体の粘度は温度が上昇すると低下する。気体の粘度は温度が上昇すると上昇する。

固体から、液体への転移は粘度の急激な低下という見方もでき、ガラスのように、粘度で、軟化温度などを定義することもある。

粘度(P) 例
45,000,000 ガラスの軟化温度の定義粘度、自重で1mm/minの速度で伸びるぐらいの粘度
00,000,105 ガラスの流動温度の定義粘度、ガラス成形作業の目安の粘度
00,000,080 マヨネーズの粘度
00,000,005 ~10 20℃潤滑油の粘度
00,000,000.01 20℃水の粘度
00,000,000.00018 20℃空気の粘度

ウィキペディアの記事で、どうも数値が違っているようなので、指摘しておこうと思います。

水の粘度は、0.01P(Pa・s)とありますから、1cpとなるので正しいですが、水の場合、1.8×10^-4とあります。これは、1.8×10^-5の間違いではないでしょうか?ウィキペディアに直接指摘するのも面倒なので、このブログで指摘しておきます。

※と「間違い」と書きましたが、指摘を受けまして、「単位がP(ポワズ)ですので、水も空気もあっていました」ということ。ポワズでしたらこのウィキペディアの記述通りです。私の勇み足でした。。。_| ̄|○

さて、

「液体の粘度は温度が上昇すると低下する。」
「気体の粘度は温度が上昇すると上昇する。」

皆さんは、水も空気も、温度が異なっていてもみな同じだと思っておられないでしょうか?そうでもないのですよね。この粘性係数、これで見てみますと、

・・・・00℃・・・20℃・・・50℃・・・100℃
 水 : 1.792 ・・・1.002 ・・・0.548 ・・・0.282 ×10^-3 Pa s
空 気: 1.71 ・・・1.82 ・・・1.93 ・・・2.16 ×10^-5 Pa s

です。「10^-3 Pa s」とか「10^-5 Pa s」なんて気にする事はありません。数値だけ気にして下さい。

水の粘度は温度が上昇すると低下していますね。空気の粘度は温度が上昇すると上昇していますね。

ここで、水の粘度は、0℃と100℃で、「1.792」と「0.282」。6.4倍も違っています。

粘性というのは、粘りけ、と捉えても構いません。

みなさん、お茶を飲まれるでしょ?熱いお茶、やけにのどを素通りする気がしませんか?逆に、アイスティー、やけに重いような気がしませんか?そりゃそうですよね?粘性係数が6倍も違うのでは、熱い水(お湯だ!)はスルッと抜けてしまうので、すぐ火傷しますね。冷たい水は肌に粘り着く。そういうモノです。

しかし、それを粘性係数、なんて物理学用語では皆さん考えないようですね。

さて、空気は、水よりも温度による違いは少ないですが、それにしても、1.3倍ぐらい違います。これで、冬と夏の体感の違いが...というわけにはいきません。なぜなら、私たちの周りの空気は、空気だけでできていない。空気には蒸気が混ざっています。湿度により、同じ温度でもその体感は違うのです。
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パスカル秒について

パスカル秒パスカル秒(パスカルびょう, 記号:Pa·s)は、国際単位系|SIにおける粘度の単位である。1パスカル秒は、流体内に1メートル(m)につき1メートル毎秒(m/s)の速度勾配があるとき、その速度勾配の方向に垂直な面において速度の方向に1パスカル(Pa)の応力が生ず
  • [2007/02/13 17:38]
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