ما الفرق بين لزوجة السوائل والغازات؟

الفرق بين لزوجة السوائل ولزوجة الغازات

تختلف لزوجة السوائل عن لزوجة الغازات بأن لزوجة السوائل تنخفض بسرعة مع زيادة الارتفاع في درجة الحرارة، بينما تزداد لزوجة الغازات مع زيادة ارتفاع درجة الحرارة، وبالتالي عند التسخين، فإن السوائل تتدفق بشكل أكبر، في حين أن تدفق الغازات يصبح بطيئاً أكثر، يعود ذلك لكون الجزيئات في الحالة السائلة مترابطة بشكل أكبر من ترابطها في الحالة الغازية، وبالتالي فعند التسخين سوف تكتسب الجزيئات في الحالة السائلة طاقة أكبر لتكسير الروابط فيما بينها لتقل لزوجتها.^[١]

يمكن التعبير عن اللزوجة بأنها صفة خاصة بالمواد المائعة، والتي تشمل كلاً من السوائل والغازات، واللزوجة هي مقاومة المائع للحركة، أو مقاومته للتغيير في الشكل، فاللزوجة هي عكس التدفق، حيث أن التدفق أو السيولة هو سهولة المائع في الحركة، بينما اللزوجة هي مقاومة الحركة، فعلى سبيل المثال، يمتلك العسل لزوجة أكبر من الماء،^[٢] ومن الجدير بالذكر، أن اللزوجة لا تتغير مع تغير كمية المادة، فهي خاصية ثابتة تعتمد على طبيعة المادة وحالتها الفيزيائية، ولا تعتمد على كمية الجزيئات طالما أنها من نفس النوع.^[١]

تأثير درجة الحرارة على لزوجة السوائل والغازات

تؤثر درجات الحرارة على لزوجة السوائل والغازات بشكل مختلف، وفيما يلي مقارنة لهذا الاختلاف:^[٣]

يمكن تفسير ما سبق من خلال أن الحرارة المتزايدة تؤدي إلى تحرك الجزيئات بشكل أسرع في الحالة السائلة، وبالتالي فإن مقاومتها للحركة سوف تقل وسيولتها سوف تزداد، بينما نفس هذه الحرارة تؤدي إلى سلوك مختلف للجزيئات في الحالة الغازية، حيث أنها تبطئ من حركة جزيئات الغاز من خلال جعلها تصطدم ببعضها بعضاً بشكل أكبر، يعود ذلك لكون الجزيئات تكتسب طاقة حركية عالية من الحرارة، وهذا يجعلها تتصادم بشكل أكبر مما يؤدي إلى بطء حركتها وزيادة لزوجتها والتقليل من سيولتها.^[٣]

قياس اللزوجة

للزوجة أبعاد ديناميكية تشمل القوة والحركة والمساحة، حيث يمكن حساب اللزوجة للمادة من خلال ضرب القوة بالزمن المستغرق في الحركة وقسمتهما على المساحة، وبالتالي فإن وحدة قياس اللزوجة هي نيوتن في كل ثانية لكل متر مربع، والتي يتم التعبير عنها عادةً على أنها باسكال في الثانية في وحدات القياس العالمية، ولكل مادة لزوجة محددة قيمتها معروفة عند الظروف المعيارية.^[٢]

وتجدر الإشارة إلى أنه يجب الانتباه لدرجة الحرارة عند قياس اللزوجة، لأن اللزوجة تتغير بتغير الحرارة، فعلى سبيل المثال، تتغير لزوجة الماء تبعاً لدرجة الحرارة، وتنخفض بازدياد درجة الحرارة عند تواجده في الحالة السائلة، والجدول الآتي يوضح مقدار اللزوجة للماء ومقدار انخفاضها تبعاً لدرجات الحرارة:^[٤]