ฟิสิกส์ ม.6 ความหนืดของของเหลว

ความหนืดของของเหลว (viscosity) คือ คุณสมบัติของของไหลที่ทำให้ของไหลนั้นไหลช้าลงหรือต้านทานการไหล ของเหลวที่มีความหนืดสูงจะไหลช้ากว่าของเหลวที่มีความหนืดต่ำ

สาเหตุของความหนืดของของเหลวเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลของของเหลว โมเลกุลของของเหลวแต่ละโมเลกุลจะเคลื่อนที่ไปอย่างอิสระ แต่โมเลกุลที่อยู่ติดกันจะเกิดการเสียดทานกัน ทำให้โมเลกุลเหล่านั้นเคลื่อนที่ช้าลง

ความหนืดของของเหลวจะแปรผันตามอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิของเหลวสูงขึ้น ความหนืดของของเหลวจะลดลง เนื่องจากโมเลกุลของเหลวจะเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น และแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลจะลดลง

ตัวอย่างของปรากฏการณ์จากความหนืดของของเหลว ได้แก่

  • การไหลของน้ำ เมื่อน้ำไหลผ่านท่อ น้ำจะไหลช้าลงเมื่อท่อแคบลง เนื่องจากโมเลกุลของน้ำที่อยู่ติดกันจะมีการเสียดทานกันมากขึ้น
  • การหมุนของน้ำ เมื่อน้ำถูกทำให้หมุน น้ำจะไหลช้าลงบริเวณขอบของภาชนะ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำที่อยู่บริเวณขอบของภาชนะจะมีการเสียดทานกับภาชนะมากขึ้น
  • การขึ้นของน้ำในหลอดดูด เมื่อดูดน้ำขึ้นหลอดดูด น้ำจะขึ้นสูงในหลอดดูด เนื่องจากแรงดูดของหลอดดูดจะดึงน้ำให้เคลื่อนที่ขึ้นผ่านหลอดดูด แรงดูดนี้จะชนะแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลของน้ำ

หน่วยของความหนืดของของเหลวคือ ปาสกาล-วินาที (Pa·s)

ตารางแสดงค่าความหนืดของของเหลวบางชนิด

ของเหลว ความหนืด (Pa·s)
น้ำ 0.00100
น้ำมันพืช 0.00030
น้ำมันก๊าด 0.00020
น้ำยาง 0.000003

ความหนืดของของเหลวมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น

  • ใช้ในการผลิตน้ำมันเครื่อง น้ำมันเครื่องที่มีความหนืดสูงจะไหลช้าลง ทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • ใช้ในการผลิตหมึกพิมพ์ หมึกพิมพ์ที่มีความหนืดสูงจะไหลช้าลง ทำให้หมึกพิมพ์กระจายตัวบนกระดาษได้ดี
  • ใช้ในการผลิตสี สีที่มีความหนืดสูงจะไหลช้าลง ทำให้สีกระจายตัวบนพื้นผิวได้ดี

นอกจากนี้ ความหนืดของของเหลวยังถูกนำมาประยุกต์ใช้ในด้านต่าง ๆ อีกมากมาย เช่น การผลิตพลาสติก การผลิตยางรถยนต์ และการผลิตสารหล่อลื่น