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粘性的物理解释
日期：2024-07-23 22:20
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摘要：
以气体为例，说明粘性形成的原因。气体分子的速度是由平均速度和热运动速度两部分叠加而成。前者是气体团的宏观速度，后者决定气体的温度。若相邻两部分气体团以不同的宏观速度运动，由于它们之间有许多分子相互交换，从而带来动量的交换，使气体团的速度有平均化的趋势，这便是气体粘性的由来。根据这种图像,利用统计物理中的玻耳兹曼方程,可以求得气体粘性系数的表达式：
式中为玻耳兹曼常数;为分子质量；为分子作用力的比例常数。以上公式说明,粘性系数与气体密度无关,与温度成正比。这两条结论都得到了实验证实。液体的分子运动论还未成熟，目前还没有建立类似于气体分子运动论的简单物理图像，用来说明产生液体粘性的机制。
粘性系数测量 利用各种实验方法可以确定不同温度下流体的粘性系数。例如，在两个半径不同的同轴圆筒之间，充满待测粘度的流体。当外筒旋转时，*贴近外筒壁的流体也能以相同的速度运动，由于粘性的作用，里面的圆筒也随之运动。由于里面的圆筒悬挂在上端固定的金属丝上，所以它在旋转到一定角度后就停止转动。若测出金属丝的扭转角度，就可以算出扭力矩。因平衡时扭力矩与液体剪切力所形成的力矩相等，所以可求出剪切力和流体粘性系数的大小。另外一种方法是求出一定量体积的流体，在给定压力作用下从一个细管中流尽所需的时间，从而求出其粘性系数。