Apa Viskositas dalam Fisika?

Viskositas adalah ukuran seberapa tahan a cairan adalah upaya untuk bergerak melaluinya. Cairan dengan viskositas rendah dikatakan "tipis," sedangkan cairan viskositas tinggi dikatakan "tebal." Lebih mudah untuk bergerak melalui cairan dengan viskositas rendah (seperti air) daripada cairan dengan viskositas tinggi (seperti madu).

Pengambilan Kunci: Pentingnya Viskositas

Viskositas mengacu pada ketebalan cairan. Viskositas dihasilkan dari interaksi, atau gesekan, antara molekul dalam suatu fluida. Mirip dengan gesekan antara benda padat yang bergerak, viskositas akan menentukan energi yang dibutuhkan untuk membuat aliran fluida.

Dalam fisika, viskositas sering dinyatakan menggunakan persamaan Isaac Newton untuk cairan, yang mirip dengan Newton hukum kedua gerak. Hukum ini menyatakan bahwa ketika suatu kekuatan bertindak pada suatu benda, itu akan menyebabkan benda itu berakselerasi. Semakin besar massa benda, semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya berakselerasi.

Rumus viskositas sering dinyatakan menggunakan NewtonPersamaan untuk cairan:

F / A = n (dv / dr)

dimana F mewakili kekuatan dan SEBUAH mewakili area. Begitu, F / A, atau kekuatan dibagi berdasarkan area, adalah cara lain untuk mendefinisikan viskositas. Dv terbagi dr mewakili "sheer rate," atau kecepatan cairan bergerak. Itu n adalah satuan konstan sama dengan 0,00089 S (Pascal-second), yang merupakan unit pengukuran viskositas dinamis. Undang-undang ini memiliki beberapa aplikasi praktis yang penting seperti pencetakan inkjet, formulasi / suntikan protein, dan manufaktur makanan / minuman.

Cairan yang paling umum, disebut cairan Newtonian, memiliki viskositas yang konstan. Ada resistensi yang lebih besar saat Anda meningkatkan kekuatan, tetapi itu adalah peningkatan proporsional yang konstan. Singkatnya, fluida Newton terus bertindak seperti fluida, tidak peduli berapa banyak kekuatan yang dimasukkan ke dalamnya.

Sebaliknya, viskositas cairan non-Newtonian tidak konstan, tetapi sangat bervariasi tergantung pada gaya yang diberikan. Contoh klasik dari fluida non-Newtonian adalah Oobleck (Kadang-kadang disebut "lendir," dan sering dibuat di kelas sains sekolah dasar), yang menunjukkan perilaku seperti padat ketika sejumlah besar kekuatan digunakan di atasnya. Satu set cairan non-Newtonian dikenal sebagai cairan magnetorheologis. Ini menanggapi medan magnet dengan menjadi hampir padat tetapi kembali ke keadaan fluida ketika dihapus dari medan magnet

Walaupun viskositas tampaknya tidak terlalu penting dalam kehidupan sehari-hari, viskositas sebenarnya dapat menjadi sangat penting dalam berbagai bidang. Sebagai contoh:

• Pelumasan dalam kendaraan. Ketika Anda memasukkan oli ke mobil atau truk Anda, Anda harus mengetahui viskositasnya. Itu karena viskositas mempengaruhi gesekan, dan gesekan, pada gilirannya, mempengaruhi panas. Selain itu, viskositas juga memengaruhi laju konsumsi oli dan kemudahan kendaraan Anda memulai dalam kondisi panas atau dingin. Beberapa minyak memiliki viskositas yang lebih stabil, sementara yang lain bereaksi terhadap panas atau dingin; jika indeks viskositas oli Anda rendah, itu mungkin menjadi lebih tipis ketika memanas, yang dapat menyebabkan masalah saat Anda mengoperasikan mobil Anda pada hari musim panas.
• Memasak. Viskositas memainkan peran penting dalam persiapan dan penyajian makanan. Minyak goreng bisa berubah viskositas atau tidak saat panas, sementara banyak yang menjadi lebih kental saat dingin. Lemak, yang cukup kental saat dipanaskan, menjadi padat saat dingin. Masakan yang berbeda juga mengandalkan viskositas saus, sup, dan semur. Sebuah kentang tebal dan sup daun bawang, misalnya, ketika kurang kental, menjadi vichyssoise Prancis. Beberapa cairan kental menambah tekstur pada makanan; madu, misalnya, cukup kental dan dapat mengubah "rasa mulut" dari hidangan.
• Pabrikan. Peralatan manufaktur membutuhkan pelumasan yang tepat agar bisa berjalan dengan lancar. Pelumas yang terlalu kental bisa macet dan menyumbat pipa. Pelumas yang terlalu tipis memberikan perlindungan yang terlalu sedikit untuk komponen bergerak.
• Obat. Viskositas dapat menjadi sangat penting dalam pengobatan karena cairan dimasukkan ke dalam tubuh secara intravena. Viskositas darah adalah masalah utama: darah yang terlalu kental dapat membentuk gumpalan internal yang berbahaya, sedangkan darah yang terlalu tipis tidak akan menggumpal; ini dapat menyebabkan kehilangan darah yang berbahaya dan bahkan kematian.