Γιατί η θερμοκρασία επηρεάζει το ιξώδες ενός αερίου;
* Μοριακή κίνηση: Το ιξώδες του αερίου οδηγείται κυρίως από τη μεταφορά ορμής μεταξύ των μορίων αερίου. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τα μόρια αερίου κινούνται ταχύτερα και συγκρούονται συχνότερα. Αυτός ο αυξημένος ρυθμός σύγκρουσης οδηγεί σε μεγαλύτερη ανταλλαγή ορμής, η οποία με τη σειρά του αυξάνει την αντίσταση του υγρού στη ροή (δηλ. Ιξώδες).
* Μέσες δωρεάν διαδρομές: Η μέση απόσταση Ένα μόριο ταξιδεύει μεταξύ των συγκρούσεων (μέση ελεύθερη διαδρομή) μειώνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη μοριακή κίνηση οδηγεί σε συχνότερες συγκρούσεις. Μια μικρότερη μέση ελεύθερη διαδρομή έχει ως αποτέλεσμα τη συχνότερη μεταφορά ορμής, συμβάλλοντας στο υψηλότερο ιξώδες.
* Διαμοριακές δυνάμεις: Ενώ οι διαμοριακές δυνάμεις είναι γενικά ασθενέστερες σε αέρια σε σύγκριση με τα υγρά, εξακολουθούν να παίζουν ρόλο, ειδικά σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η κινητική ενέργεια των μορίων ξεπερνά αυτές τις δυνάμεις, επιτρέποντάς τους να κινούνται πιο ελεύθερα και έτσι μειώνοντας το ιξώδες.
Απλοποιημένη αναλογία: Φανταστείτε ένα γεμάτο δωμάτιο. Εάν οι άνθρωποι στέκονται ακόμα (χαμηλή θερμοκρασία), μπορούν να κινούνται εύκολα με ελάχιστη πρόσκρουση. Εάν όλοι τρέχουν γύρω (υψηλή θερμοκρασία), γίνεται πιο δύσκολο να κινηθεί μέσα από το δωμάτιο, καθώς οι συγκρούσεις είναι πιο συχνές.
Συνοπτικά:
* υψηλότερη θερμοκρασία =ταχύτερη μοριακή κίνηση =περισσότερες συγκρούσεις =υψηλότερο ιξώδες.
* Η επίδραση της θερμοκρασίας στο ιξώδες είναι μια άμεση σχέση: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, το ιξώδες αυξάνεται.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ η θερμοκρασία είναι ένας σημαντικός παράγοντας, άλλες μεταβλητές όπως η πυκνότητα αερίου και το μοριακό βάρος μπορούν επίσης να επηρεάσουν το ιξώδες.
