せん断応力を受ける固体と液体の挙動を理解する上で、図2は式3を視覚的に表現したものです。粘度は通常センチポアズで表され、流体挙動問題において重要な役割を果たします。粘度はしばしば動粘性率として表され、ボルトという用語で表されます。これは粘度と密度および力の強さの比です。例えば、重油は900 x 10-6m²/秒という高い動粘性率を示すのに対し、水は15℃で1.14 x 10-6m²/秒というはるかに低い値を示します。液体の動粘性率は温度上昇とともに低下し、室温の空気の動粘性率は水の約13倍になります。
表面張力は、水滴が表面に浮遊したり、針葉樹の葉が液体の表面に浮かんだりするといった興味深い現象を可能にする基本的な物理的特性です。この特性は、液体表面の分子と他の混和しない液体または気体との相互作用による凝集性に起因します。測定長さ単位あたりの表面張力はマンガン/メートルで表され、室温の水の場合約73マンガン/メートルと比較的小さい値です。表面張力は一般に水圧応用においては他の力と比較して重要ではありませんが、水圧モデルのように自由表面と小さな境界寸法を伴うシナリオでは重要になります。
表面張力の顕著な効果の一つは毛細管現象です。大気に開放された小口径管は、毛細管現象によって大きな表面張力を発揮します。これは、ガラス管を水に浸すと顕著に現れ、管内の水分量が上昇して凹状のメニスカスを形成します。この現象は、水とガラス間の接着が水の内部凝集性よりも左右対称であることを示しています。液体の粘性と表面張力を理解することは、様々な科学的および実用的応用において重要であり、様々な条件下での流体の複雑な挙動を解明する上で重要な役割を果たします。
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投稿日時: 2024年9月4日