Công cụ này làm gì
Công cụ này tính độ nhớt động lực học (tuyệt đối) của nước lỏng như một hàm của nhiệt độ. Nhập nhiệt độ nước theo độ Celsius, Fahrenheit hoặc Kelvin và công cụ sẽ trả về độ nhớt tính bằng milipascal-giây (mPa·s, tương đương centipoise), pascal-giây (Pa·s, đơn vị SI) và poise (P). Nước loãng đi rõ rệt khi ấm lên: ở gần 0 °C nước nhớt gần gấp đôi so với ở nhiệt độ cơ thể.
Cách sử dụng
Nhập nhiệt độ nước vào ô nhập liệu và chọn đơn vị tương ứng (°C, °F hoặc K). Máy tính chuyển giá trị sang nhiệt độ tuyệt đối, áp dụng công thức tương quan độ nhớt và hiển thị kết quả. Công thức tương quan này dùng cho nước lỏng ở nhiệt độ từ khoảng 0 °C đến 370 °C (dưới áp suất), nên các giá trị nằm quá xa khoảng này sẽ bị từ chối.
Giải thích công thức
Độ nhớt được tính bằng công thức tương quan thực nghiệm kiểu Vogel được dùng rộng rãi cho nước:
$$ \mu(T) = A \cdot 10^{ \frac{B}{\,T - C\,} } $$Ở đây T là nhiệt độ tuyệt đối tính bằng kelvin và các hằng số đã hiệu chỉnh là A = 2.414×10-5 Pa·s, B = 247.8 K và C = 140 K. Kết quả μ thu được theo pascal-giây; nhân với 1000 để có mPa·s (centipoise) hoặc nhân với 10 để có poise. Độ chính xác của phép khớp khoảng 1% trong khoảng 0 đến 100 °C, với sai số lớn hơn một chút khi rất gần điểm đóng băng.
Ví dụ minh họa
Với nước ở 20 °C, trước tiên đổi sang kelvin: T = 20 + 273.15 = 293.15 K. Sau đó tính số mũ, 247.8 / (293.15 − 140) = 1.618, do đó:
$$ \mu = 2.414 \times 10^{-5} \cdot 10^{ \frac{247.8}{\,293.15 - 140\,} } = 1.002 \times 10^{-3}\ \text{Pa s} $$Kết quả này bằng 1.002 mPa·s (hay 1.002 cP), khớp với giá trị trong sách giáo khoa cho nước ở nhiệt độ phòng.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao độ nhớt của nước giảm khi nhiệt độ tăng? Khi nước nóng lên, các phân tử của nó nhận được nhiều năng lượng nhiệt hơn, làm suy yếu mạng lưới liên kết hydro vốn cản trở dòng chảy, nên chất lỏng loãng đi và chảy dễ dàng hơn.
Độ nhớt của nước ở nhiệt độ phòng là bao nhiêu? Ở 20 °C nước có độ nhớt động lực học khoảng 1.00 mPa·s, giảm xuống còn khoảng 0.89 mPa·s ở 25 °C.
Độ nhớt động lực học có phải là centipoise không? Centipoise là một đơn vị, không phải một đại lượng khác: 1 mPa·s bằng đúng 1 cP, nên độ nhớt động lực học biểu thị bằng cP chính là con số hiển thị theo mPa·s.
