Вязкость

Вязкость. Всякий раз, как мы заставляем некоторую часть жидкого или даже газообразного тела двигаться по отношению к соседним частям его или по отношению к твердому веществу, находящемуся в соприкосновении с этим жидким или газообразным телом, нам приходится преодолевать некоторое сопротивление. Если слой жидкости, прилегающий к твердой стенке, поверхностью в f квадратных единиц, движется с относительной скоростью, равной v, то сила, сопротивляющаяся движению, пропорциональна f и v; поэтому она выражается чрез ε∙v∙f, где величина коэффициента ε зависит от свойств стенки и жидкости. Это ε называется коэффициентом внешнего трения. Для жидкостей, смачивающих вещество стенки, а также для газов ε весьма велико; нередко его даже считают величиной бесконечно большой. Это значит, что тонкий слой жидкости или газа, непосредственно прилегающий к стенке, вовсе не перемещается по ней; так, например, если воздушный ток протекает по стеклянной трубке, то это течение в сущности происходит внутри тонкой газовой пленки, накрепко приставшей к стеклу (см. адсорбция). В этих случаях все сопротивление движению зависит от взаимодействия частиц жидкости или газа между собой.

Представим себе гладкостенный канал, по которому течет вода. Тонкий слой воды, лежащий у самых стенок, накрепко пристает к ним; скорость его равна нулю. Следующий слой, прилегающий к первому, имеет уже некоторую скорость; он подвергается задерживающему действию со стороны первого и сам действует задерживающим образом на третий, еще более быстрый слой. Наибольшая скорость течения будет посредине канала. Если назовем буквой d расстояние между двумя близкими друг к другу слоями жидкости, поверхность их — буквой f, разность их скоростей (или относительную скорость) — буквой v, то задерживающая сила, с которой менее быстрый слой действует на более быстрый, будет η∙f∙v/d, где η - величина, зависящая только от свойств жидкости, от ее температуры и давления. Это η называется коэффициентом внутреннего трения жидкости (газа), коэффициентом вязкости или просто вязкостью. Чем больше этот коэффициент η, т. е. чем сильнее сопротивляется жидкость взаимному перемещению ее слоев, тем более вязкой называют эту жидкость. Весьма малой вязкостью обладает этиловый эфир; вязкость воды — в несколько раз больше; вязкость серной кислоты — еще в несколько раз больше; вязкость глицерина при температуре в 2°,8 в 2 500 раз больше вязкости воды. Вязкость  почти всех жидкостей весьма быстро убывает по мере их нагревания: так, вязкость воды при 90° в пять раз меньше, чем при 5°. Наоборот, вязкость газов при повышении температуры увеличивается, оставаясь, однако же, разумеется, вообще весьма малой величиной; от давления она почти не зависит (закон Максуэлла). Главный метод экспериментального определения вязкости жидкостей и газов состоит в наблюдении скорости истечения этих тел чрез тонкие трубки. См. вискозиметрия.

А. Бачинский.