cią. Rozpatrzmy to na przykładzie. Ciecz znajduje się między dwiema płytkami (ryc. 3.13). Górna płytka zostaje wprawiona w ruch z prędkością u, ciecz przylegająca do płytki, dzięki siłom adhezji, zostaje wprawiona w ruch z tą samą prędkością v. Siły międzyczą-steczkowe, działające na głębiej położone warstwy cieczy spowodują, że i te zostają wprawione w ruch, ale z prędkościami zmniejszającymi się w miarę oddalania się od płytki.
Au u.,—Uj
Utrzymanie pewnego stałego spadku prędkości —— = ——- w kierunku po-
Za.Y Ao
przecznym do ruchu cieczy, wymaga działania na płytkę siły. Stycznie do poruszającej się cieczy działają więc siły tarcia wewnętrznego wynikające z sił międzycząsteczkowych. Praca wykonana przy pokonywaniu tych sił przemienia się w ciepło ogrzewające ciecz. Zgodnie z prawem Newtona siła F, wprowadzająca ciecz w nich, jest proporcjonalna do powierzchni S poruszających się względem siebie warstw cieczy oraz do spadku prędkości Au
— , czyli:
A.v
F= rjS
&v_
A.v
3.17
Współczynnik rj charakteryzujący rodzaj cieczy nazywa się współczynnikiem lepkości lub poprostu lepkością cieczy. Jednostką lepkości jest:
, , Ns_ = kg
^ m2 ms
stosuje się także jednostkę spoza układu Sł, zwaną puazem P (od nazwiska Poiscuille), Ns
1 P= 10_l —- . Lepkość względną definiuje się stosunkiem rj/r]0, gdzie r?0 jest lep-m2
kością cieczy wzorcowej, najczęściej wody. Lepkość wody w temp. 20°C wynosi rjQ — Ns
= 1,0 • 10-3 —— . Tab. 3.2 podaje lepkości niektórych płynów biologicznych, m-
Tabela 3.2
Lepkość krwi, osocza, surowicy
Rodzaj cieczy |
V -średnio łlo |
Ns V, —T ms |
Krew pełna |
4,75 |
4,75 • 10-3 |
Osocze |
2,01 |
2,01 • 10-3 |
Surowica |
1,88 |
1,88 • 10-3 |
Lepkość krwi zależy w głównej mierze od zawartości składników morfotycznych, natomiast osocza i surowicy od zawartości białek.
Także gazy wykazują pewną lepkość mimo nikłych sił międzycząsteczkowych. Mechanizm lepkości gazów jest inny, polega na dyfuzji cząstek o różnych pędach. Cząsteczki gazu poruszające się w warstwie gazu o większej szybkości, przechodząc do warstwy
85