Szabó Norton: Viszkozitás és hőáramlás (Atomcsill kísérletek, 2024.09.26.)
A viszkozitás, más elnevezéssel a belső súrlódás egy gáz vagy folyadék belső ellenállásának mértéke a csúsztatófeszültséggel szemben. Így a víz folyékonyabb, kisebb a viszkozitása, míg az étolaj vagy a méz kevésbé folyékony, nagyobb a viszkozitása. Minden valóságos folyadéknak vagy gáznak van viszkozitása (kivéve a szuperfolyékony anyagoknak); az ideális folyadék és ideális gáz viszkozitása nulla. A köznyelvben általában a nagy viszkozitású anyagokat sűrűn folyónak vagy egyszerűen sűrűnek, a kis viszkozitásúakat pedig könnyen mozgónak vagy hígnak nevezik, azonban a sűrűség mint fizikai fogalom mást jelent, illetve a „híg” kifejezést helyesebb az ’alacsony koncentráció’ értelemben használni.
A viszkozitás szó a latin viscum-ból származik, mely fagyöngyöt, ill. a belőle főzött ragadós anyagot jelentette (madárlép), melyet madárfogásra használtak.
A hőáramlás vagy konvektív hőátadás a hőátadás olyan formája, amely során a hő átadása hőt felvevő, felmelegedő részecskék tovaáramlásával zajlik. Például a lábasban melegített víznél a lábas forró aljánál lévő vízrészecskék előbb hőt vesznek fel a lábas aljától, felmelegednek, majd a részecskék felfelé áramlanak, ahol fokozatosan átadják a hő egy részét a távolabbi, hidegebb vízrészecskéknek. A hőáramlás az áramlás eredete szerint két fő típusba sorolható:
- szabad vagy természetes konvekció: Az áramlást nem külső erő hozza létre, hanem az áramló közeg belső állapotából adódik, illetve abból, hogy a közegben az állapotjelzők lokálisan eltérnek, és ez hőmérsékleti gradienst, nyomási gradienst, sűrűségi gradienst hoz létre.
- mesterséges konvekció: Az anyagot, és azzal együtt a hőt, valamilyen külső erő mozgatja, például pumpa vagy ventilátor által.
Emberi időskálán légnemű vagy folyékony közeg áramlása a jellemző, de hosszú idő távlatában a szilárd anyag is hasonlóan viselkedik. Erre példa a földköpeny, amelynek nagy része bizonyítottan szilárd halmazállapotú, mégis megfigyelhetők benne a sűrűségkülönbségből adódó anyagáramlások.
02:22 Viszkózus folyadék forgása
03:30 Viszkozitás magyarázata, következő kísérlet előkészítése
13:07 Gyöngyök süllyedése különböző viszkozitású folyadékokban
16:00 Viszkozitás nem sűrűség
18:40 Keveredés különböző hőmérsékletű vízrétegek között
25:56 Hőáramlás szemléltetése gyertyával
