چه عواملی بر گرانروی ماده تأثیرگذار است؟

1) نوع ماده

ویسکوزیته ماده قبل از هر چیز تابعی از نوع ماده است. برای مثال، ویسکوزیته آب در دمای 20 درجه سانتیگراد 1.0020 میلی پاسکال ثانیه است. بیشتر مایعات معمولی دارای گرانروی به میزان 1 تا 1000 میلی پاسکال ثانیه هستند.

در حالی که در گازها گرانروی بین 1 تا 10 میکروپاسکال ثانیه معمول است. اما ویسکوزیته سیالاتی مثل عسل، خمیرها، ژل ها و امولسیون ها بالاتر از این مقدار است. بعضی از چربی ها مانند کره یا مارگارین آنقدر ویسکوز هستند که بیشتر شبیه مواد جامد نرم هستند!

2) درجه حرارت

احتمالا شما نیز به تجربه متوجه این موضوع شده اید که گرانروی با تغییر دما تغییر می کند. عسل و کره را می توان با حرارت دادن سریع تر جاری کرد. روغن موتور و مایعات هیدرولیکی در روزهای سرد به میزان قابل توجهی ویسکوز می شوند. لذا عملکرد اتوموبیل ها و سایر ماشین آلات را در ماه های سرد سال تحت تأثیر قرار می دهند.

به طور کلی گرانروی یک مایع ساده با افزایش دما کاهش می یابد. با افزایش دما، سرعت متوسط حرکت مولکول ها در مایع افزایش می یابد. لذا مدت زمانی که آن ها در تماس با مولکول های مجاور هستند، کاهش می یابد. از این رو با افزایش دما، میانگین نیروهای بین مولکولی کمتر می شود. شکل زیر نمودار ویسکوزیته-دما را برای چند نوع شیشه مختلف نشان می دهد.

تأثیر درجه حرارت در گازها

مایعات با گرمتر شدن سیال تر می شوند. اما تحت حرارت قرار دادن گازها باعث می شود غلیظ تر شوند. گرانروی گازها با افزایش دما افزایش می یابد. در این حالت، ویسکوزیته تقریباً با ریشه دوم دما متناسب است.

این پدیده به دلیل افزایش فرکانس برخورد بین مولکولی گازها در دماهای بالاتر است. بیشتر اوقات مولکول های گاز در خلأ آزادانه حرکت می کنند. هر عاملی که تعداد دفعات تماس یک مولکول گاز با مولکول دیگر را افزایش دهد، توانایی کل مولکول ها را برای انجام حرکت هماهنگ کاهش می دهد. هرچه این مولکول ها بیشتر با یکدیگر برخورد کنند، حرکت آنها بی نظم تر می شود.

مدل های فیزیکی، تقریباً یک قرن است که وابستگی ویسکوزیته به درجه حرارت را در گازها توضیح می دهند. البته مدل های جدید عملکرد بهتری نسبت به مدل های قدیمی داشته اند. این مدل ها نشان داده اند که ویسکوزیته گازها تقریباً مستقل از فشار و چگالی است. به طور کلی، فراموش نکنید که گرانروی بسیار به دما وابسته است. بنابراین حواستان باشد که هیچ وقت آن را بدون بیان دما گزارش نکنید.

گرانروی گازها تقریبا مستقل از فشار و چگالی است.
فشاربه طور معمول، گرانروی مستقل از فشار است. اما مایعات تحت فشار شدید اغلب افزایش گرانروی را تجربه می کنند. از آنجایی که مایعات به طور معمول قابل تراکم نیستند، افزایش فشار به طور چشمگیری روی نزدیک شدن مولکول ها به یکدیگر تأثیر ندارد.