תוֹכֶן
צמיגות הנוזל מתייחסת לאיזו קלות הוא נע תחת לחץ. נוזל צמיגי מאוד ינוע פחות בקלות מאשר נוזל בעל צמיגות נמוכה. המונח נוזל מתייחס לנוזלים וגזים ששניהם בעלי צמיגות. החיזוי והמדידה המדויקים של התנהגותו של נוזל בתנועה חיוניים בתכנון מפעלים ומכשירים תעשייתיים יעילים.
הגדרה טכנית
נוזל בתנועה דבק במשטח הכלי שדרכו הוא זורם. המשמעות היא שמהירות הנוזל חייבת להיות אפס בקיר הצינור או המכולה. מהירות הנוזל גדלה משטח הכלי, כך שנוזל למעשה עובר בכלי בשכבות. דפורמציה של נוזל זה נקראת גזירה: נוזל מוחזק כשהוא עובר מעל משטח יציב. התנגדות לגזירה זו מתוך הנוזל נקראת צמיגות.
סיבת צמיגות
צמיגות נגרמת כתוצאה מחיכוך בתוך נוזל. זה תוצאה של כוחות בין-מולקולריים בין חלקיקים בתוך נוזל. כוחות בין-מולקולריים אלה מתנגדים לתנועת הגזירה של הנוזל והצמיגות של נוזל עומדת ביחס ישיר לכוחם של כוחות אלו. כשנוזל מסודר יותר מגז, מכאן עולה כי הצמיגות של נוזל חייבת להיות גבוהה משמעותית מהכוח צמיגות של כל גז.
מקדם צמיגות
לכל נוזל צמיגות ספציפית משלו, והמידה לכך נקראת מקדם הצמיגות, המצוינת על ידי האות היוונית מו. המקדם הוא ביחס ישיר לכמות המתח הנדרש לגזירת נוזל. נוזל צמיגי דורש לחץ רב או לחץ כדי לזוז; זה סביר, שכן נוזל סמיך מעוות פחות נוזל דק. ההבדל במהירות של נוזל בין קצה המגע (איפה שהוא אפס) והמרכז הוא מדד נוסף לצמיגות. שיפוע מהירות זה קטן עבור נוזלים צמיגים, כלומר המהירות אינה גדולה בהרבה במרכז מאשר לכיוון הקצה שלה.
החום משפיע על צמיגות
מכיוון שצמיגות נובעת מאינטראקציה בין מולקולרית, כך מאפיין זה מושפע מחום, בהתחשב בכך שחום הוא תוצאה של האנרגיה הקינטית של מולקולות בנוזל. עם זאת, לחום השפעה שונה מאוד על נוזלים וגזים. חימום נוזל מביא להפרדה רבה יותר של מולקולותיו, כלומר הכוחות בין אלה נחלשים. כתוצאה מכך צמיגות הנוזל יורדת כשהוא מחומם. חימום גז גורם להפך. מולקולות הגז הנעות במהירות רבה יותר יתנגשו זו בזו לעיתים קרובות יותר, מה שיוביל לעלייה בצמיגות.