viskozita
kineticko-teoretické vysvětlení viskozity lze zjednodušit zkoumáním kvalitativně. Viskozita je způsobena přenosem hybnosti mezi dvěma rovinami posuvnými paralelně k sobě, ale různými rychlostmi, a tato hybnost je přenášena molekulami pohybujícími se mezi rovinami. Molekuly z rychlejší letadlo pohybovat pomaleji letadlo a mají tendenci zrychlit, zatímco molekuly z pomalejší letadlo, cestování rychlejší letadlo, a mají tendenci zpomalit. Toto je mechanismus, kterým jedna rovina zažívá přetahování druhé., Jednoduchou analogií jsou dva poštovní vlaky, které projíždějí navzájem, přičemž pracovníci házejí poštovní tašky mezi vlaky. Pokaždé, když mailbag z rychle jedoucího vlaku přistane na pomalý, dodává svou hybnost na pomalý vlak, urychlení ji trochu; podobně každá brašna z pomalého vlaku, který přistane na rychle zpomalí trochu.
pokud jsou vlaky příliš daleko od sebe, nelze mezi nimi procházet poštovní tašky. Podobně musí být roviny plynu pouze o střední volné cestě od sebe, aby molekuly procházely mezi nimi, aniž by byly vychýleny kolizemi., Pokud jeden používá tento přístup, jednoduchý výpočet může být provedeno, stejně jako v případě tlaku plynu, s tím výsledkem, že
, kde a je číselná konstanta, aby jednota, výraz (N/V)vl je měřítkem počet molekul obsažených v malém počítání válců, a hmotnosti m je měřítkem hybnost provádí mezi posuvné letadla., Plocha průřezu počítacího válce a relativní rychlost posuvných rovin se v rovnici neobjevují, protože se navzájem ruší, když je tažná síla dělena plochou a rychlostí rovin, aby bylo možné najít η.
nyní je vidět, proč η je nezávislá na hustotě plynu nebo tlaku. Termín (N/v) v rovnici (23) je počet nosičů hybnosti, ale l měří počet kolizí, které zasahují do těchto nosičů a jsou nepřímo úměrné (N/v). Oba efekty se navzájem přesně ruší., Viskozita se zvyšuje s teplotou, protože průměrná rychlost v dělá; to znamená, že hybnost se provádí rychleji, když se molekuly pohybují rychleji. Ačkoli se v zvyšuje jako T1/2, η se zvyšuje o něco rychleji, protože průměrná volná cesta se také zvyšuje s teplotou, protože je těžší odklonit rychlou molekulu než pomalou. Tato funkce explicitně závisí na silách mezi molekulami a je obtížné přesně vypočítat, stejně jako hodnota konstanty a, která se ukáže být blízká 1/2.,
chování viskozity směsi lze také vysvětlit výše uvedeným výpočtem. Ve směsi lehkého plynu a viskózního těžkého plynu mají oba typy molekul stejnou průměrnou energii; většinu hybnosti však nesou těžké molekuly, které jsou proto hlavními přispěvateli k viskozitě. Světlo molekuly jsou poměrně neúčinné při vychylování těžkých molekul, tak, že tento pokračovat prakticky stejně momentum, jak by v nepřítomnosti světla molekul., Přidání lehkého plynu k těžkému plynu proto podstatně nesnižuje viskozitu a může ji ve skutečnosti zvýšit kvůli malé extra hybnosti nesené molekulami světla. Viskozita se nakonec sníží, když ve velkém moři lehkých molekul zůstane jen několik těžkých molekul.
hlavní závislost η na molekulární hmotnost je přes produkt, vm v rovnici (23), která se mění jako m1/2, protože v se mění jako 1/m1/2., V důsledku tohoto účinku, těžké plyny mají tendenci být více viskózní než světlo plyny, ale tato tendence je kompenzována do určité míry chování l, který má tendenci být menší pro těžké molekuly, protože jsou obvykle větší než světlo molekuly, a proto více pravděpodobné, že se srazí. Často matoucí spojení mezi viskozitou a molekulovou hmotností lze tedy vysvětlit rovnicí (23).,
a Konečně, ve free-molekuly plynu nejsou žádné kolize s jinými molekulami bránit transport hybnosti, viskozita, čímž se zvyšuje lineárně s tlakem, nebo hustota, dokud se počet kolizí se stává dost velký tak, že viskozita se předpokládá konstantní hodnota dána rovnicí (23). Na neideální chování plynu, který doprovází další zvýšení hustoty nakonec vede ke zvýšení viskozity a viskozity mimořádně hustého plynu se stává mnohem jako kapalina.
