Per comprendere il comportamento di solidi e liquidi sottoposti a sollecitazioni di taglio, la figura 2 fornisce una rappresentazione visiva dell'equazione 3. La viscosità, tipicamente espressa in centipoise, svolge una funzione cruciale nel problema del movimento dei fluidi. Viene spesso rappresentata come viscosità cinematica, indicata con il termine volt, che è il rapporto tra viscosità e densità, e quindi forza di attrito. Ad esempio, l'olio pesante può raggiungere una viscosità cinematica pari a 900 x 10⁻¹ m²/secondo, mentre l'acqua presenta un valore di viscosità molto inferiore, pari a 1,14 x 10⁻¹ m²/secondo a 15 °C. La viscosità cinematica di un liquido diminuisce con l'aumentare della temperatura, tanto che l'aria a temperatura ambiente ha una viscosità cinematica circa 13 volte quella dell'acqua.
La tensione superficiale è una proprietà fisica fondamentale che permette fenomeni affascinanti come la sospensione di una goccia d'acqua su una superficie piana o il galleggiamento di una foglia di acero sulla superficie di un liquido. Questa proprietà deriva dalla coesione tra le molecole sulla superficie del liquido che interagiscono con un altro liquido o gas immiscibile. La forza di tensione superficiale per unità di lunghezza è quantificata in manganese/metro ed è relativamente piccola, circa 73 manganese/metro per l'acqua a temperatura ambiente. Sebbene la tensione superficiale sia generalmente insignificante nelle applicazioni idrauliche rispetto ad altre forze, diventa cruciale in scenari con una superficie libera e piccole dimensioni al contorno, come nei modelli idraulici.
Una conseguenza importante della tensione superficiale è la capillarità, dove tubi di piccolo diametro aperti verso l'atmosfera mostrano una significativa forza di tensione superficiale. Questo è evidente quando un tubo di vetro viene immerso in acqua, causando un aumento del livello dell'acqua all'interno del tubo e la formazione di un menisco concavo. Questo fenomeno esemplifica la lateralità dell'adesione tra acqua e vetro rispetto alla coerenza interna dell'acqua. Comprendere la viscosità e la tensione superficiale nei liquidi è fondamentale per diverse applicazioni scientifiche e pratiche, gettando luce sul complesso comportamento dei fluidi in diverse condizioni.
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Data di pubblicazione: 04/09/2024