ว 30202 ความหนืด (Viscosity) อ.กิติศักดิ์ บุญขำ สาขาวิชาฟิสิกส์ โรงเรียน มหิดลวิทยานุสรณ์

ความหนืด (Viscosity) ของเหลวทุกชนิดมีความหนืด (viscosity) ของเหลวที่มีความหนืดมาก จะมีแรงต้านการเคลื่อนที่มาก เรียกว่า แรงหนืด (viscous force) แรงหนืดในของเหลวแต่ละชนิดมีค่าไม่เท่ากัน

ความหนืด (Viscosity) ของไหลอุดมคติ การไหลเป็นแบบสายกระแสไม่มีแรงเสียดทานระหว่างกระแส ชั้นของของไหลอุดมคติเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากันพนพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน

ความหนืด (Viscosity) ของไหลที่มีความหนืด (viscous fluid) สมบัติของของไหลที่ต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุ เรียกว่า ความหนืด เมื่อมีวัตถุเคลื่อนที่ผ่านหรือเมื่อมันไหลผ่านวัตถุใด ๆ จะมีแรงเสียดทานกระทำต่อวัตถุโดยของไหลนั้น ๆ เสมอ แรงต้านการเคลื่อนที่ ที่เกิดจากการไหลเรียกว่า แรงหนืด (Viscous force)

ความหนืด (Viscosity) ตัวอย่างการไหลของของไหลที่มีความหนืด ของไหลที่มีความหนืดอยู่ระหว่างแผ่นระนาบสองแผ่น การไหลแบบนี้เรียกว่า laminar flow (การไหลแบบแผ่นบาง) ซึ่งจะเกิดแรงเสียดทานภายในระหว่างชั้นลามินา อัตราเร็วของของไหลแต่ละชั้นจะแตกต่างกัน ความเค้นเฉือนจะแปรผันตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด

ความหนืด (Viscosity) พิจารณาอัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด (rate of change of strain หรือ strain rate) อัตราการเปลี่ยนแปลงความเครียด นิยามของความหนืด คือ อัตราส่วนของความเค้นต่ออัตราการเปลี่ยนเปลี่ยนแปลงความเครียด ใช้อักษรกรีก แทนสัมประสิทธ์ของความหนืด (เรียกสั้น ๆ ว่า ความหนืด) จัดสมการใหม่ แรงที่ใช้ในการทำให้ของไหล ไหล ซึ่งแปรผันตรงกับอัตราเร็ว หน่วยเป็น N.s/m2 หรือ Pa.s

ความหนืด (Viscosity) กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) พิจารณาอัตราการไหล ของของไหลที่มีความหนืดในท่อทรงกระบอกที่มีพื้นที่หน้าตัดคงที่ อัตราการไหลมีค่ามากที่สุดตรงกลางท่อและอัตราเร็วเป็นศูนย์ที่ผนังท่อ

ความหนืด (Viscosity) กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) พิจารณาชั้นลามินาที่มีรัศมี r จากสมการ จะได้สมการที่บรรยายอัตราเร็วของการไหลที่ตำแหน่งต่าง ๆ บนหน้าตัดทรงกระบอก

ความหนืด (Viscosity) กฎของปัวซอยย์ (Poiseuille’s Law) เพื่อหาอัตราการไหล (volume flow rate) พิจารณาวงแหวนเล็ก ๆ ที่มีรัศมีภายใน r รัศมีภายนอก r+dr อัตราการไหล dV/dt จะมีค่าเป็น vdA อินทิเกรตจาก r = 0 ถึง r = R จะได้ อัตราการไหลแปรผกผันกับความหนืด อัตราการไหลแปรผันตรงกับกำลังสี่ของรัศมีของท่อ

ความหนืด (Viscosity) กฎของโต๊ก (Stokes’ Law) เมื่อของไหลที่มีความหนืดไหลผ่านวัตถุที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม หรือวัตถุทรงกลมเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดที่อยู่นิ่ง จะมีแรงเสียดทานกระทำต่อวงกลม ดังนี้ ดาส

ความหนืด (Viscosity) กฎของโต๊ก (Stokes’ Law) เมื่อของไหลที่มีความหนืดไหลผ่านวัตถุที่มีรูปร่างเป็นทรงกลม หรือวัตถุทรงกลมเคลื่อนที่ผ่านของไหลที่มีความหนืดที่อยู่นิ่ง ดาส