粘度和密度的關係

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引言

粘度用於測量流體的稀薄度和稠度。另一方面，密度測量流體中兩個粒子之間的空間。通常，隨著溫度的升高，流體的粒子會分散開來，從而導致流體密度降低。流體密度的降低會影響液體的粘度。流體密度低會導致流體粘度降低，從而使流體變成低粘度流體。粘度和密度是一個重要因素，因為它們有助於比較不同的流體。粘度較大的流體比粘度較小的流體流動速度慢。

粘度和密度：區別

溫度在粒子流體的粘度和密度中起著重要作用。當溫度升高時，流體的密度降低，從而導致流體的粘度降低。

粘度和密度是物理學中最重要的兩個現象之一。密度和粘度之間存在一些差異。

粘度	密度
粘度通常定義為測量流體抵抗拉伸應力或剪下應力變形的能力。	密度通常指單位體積的質量。
粘度是分子形狀和分子間力的量度。	密度測量物質的分子量。
粘度通常變化很快。	密度隨溫度變化很小。

動態粘度測量

粘度是流體的重要因素之一。消費者使用粘度作為質量指標。較厚的液體被認為比較薄的產品更優越。旋轉粘度計是用於測量動態粘度的常用儀器之一。粘度通常透過測量探頭旋轉所需的扭矩或力來評估。旋轉粘度計非常適用於測量非牛頓液體（Kassem Çamur & Bennur, 2018）。

例如，如果施加的力可以增加，則非牛頓液體的粘度也會增加。如果探頭在液體中移動，則旋轉粘度計會合成其調諧速度。另一方面，根據 da Silva 等人（2022 年）的研究，還發現，在某些其他非牛頓液體中，隨著施加力的增強，粘度會降低。

流體的動態粘度通常指在施加外力時對流動的阻力測量。動態粘度的 SI 物理單位 (μ) 為帕斯卡秒 (Pa·s)，與 1 kg·m⁻¹·s⁻¹ 相同。釐米克秒制單位 (cgs) 中動態粘度的物理單位為泊 (P)。它通常在 ASTM 標準中表示。

運動粘度測量

運動粘度是大氣變數。面積和時間是運動粘度的單位通常建立的兩個重要因素。正如 Pham 等人（2018 年）所述，通常有幾種方法可用於測量特定流體的運動粘度。用於測量運動粘度的最常用方法是確定流體流過毛細管所需的時間。通常將時間直接轉換為運動粘度，釐斯托克斯 (cSt) 是測量運動粘度的單位（Pham 等人，2018 年）。運動粘度的 SI 單位為 m²·s⁻¹。斯托克斯 (St) 是運動粘度的物理單位。

運動粘度的方程

物理學不僅依賴於單純的理論描述，還包括數學方程，以便更好地理解。方程如下所示：

v = η/ρ

這裡，

• V = 運動粘度

• η = 絕對粘度/動態粘度

• ρ = 密度

有三種類型的單位用於測量運動粘度。

單位	單位型別
SI 單位	kg/(m·s) 或 N·s/m²
CGS 單位	g/(cm·s) 或泊
FPS 單位	磅或雷恩·秒/英寸²

粘度和密度的關係

粘度和密度之間沒有直接關係。但是，這兩個因素都會受到溫度變化的影響。在液體中，隨著溫度的升高，液體的粘度降低。在液體中，速度通常隨著密度的增加而增加 (Bae & Halloran, 2019)。根據動力學理論，氣體的粘度必須與絕對溫度的平方根成正比。

例如，我們可以以蜂蜜為例。在冬季，蜂蜜的密度很高，因為它會凝固並形成固態。粒子在這種特定條件下附著在一起。當同樣的蜂蜜放在陽光下時，它會融化。因此，這裡有一點需要注意。

根據 Balla 等人（2020 年）的研究，在高溫下，原子間粒子會形成一定的距離，並且在將蜂蜜倒入另一個容器時，蜂蜜各層之間的摩擦力會減小。這些場景清楚地描述了下面提到的兩個引數。

• 粘度和密度的區別

• 粘度和密度的關係。

結論

粘度和密度是決定流體特性 的兩個重要因素。這兩個因素有助於測量流體的型別和性質。這兩個因素取決於溫度的變化。

常見問題

Q.1. 什麼是粘度？

A. 粘度是液體的重要的特性之一。粘度是測量由於流體各層之間內摩擦而產生的流動阻力。

Q.2. 溫度如何影響粘度？

A. 當溫度升高時，液體的粘度通常會降低。分子保持較高的動能，並且可以克服分子間力，從而在各層之間相互滑過。

Q.3. 哪種物質的密度比液體和固體低？

A. 氣體的密度比液體和固體低。這是因為氣體的粒子在這兩種狀態下都是緊密堆積的。

Q.4. 壓力與密度有什麼關係？

A. 在恆溫下，壓力與密度成正比。當壓力增加時，密度也會增加。