પૃષ્ઠતાણ (Surface tension) અને સ્નિગ્ધતા (Viscosity) વિશે વિગતવાર સમજૂતી આપો.

(N/A) પૃષ્ઠતાણની અસર: પ્રવાહી સામાન્ય રીતે પાત્રનો આકાર ધારણ કરે છે. જોકે,પૃષ્ઠતાણને કારણે કેટલીક ઘટનાઓ જોવા મળે છે:
$-$ પારો સપાટી પર ફેલાવાને બદલે ગોળાકાર ટીપાં બનાવે છે.
$-$ નદીના તળિયે રહેલા માટીના કણો અલગ રહે છે પરંતુ બહાર કાઢતા તે એકબીજા સાથે ચોંટી જાય છે.
$-$ પ્રવાહી સપાટીના સંપર્કમાં આવતા જ પાતળી કેશનળીમાં ઉપર ચઢે છે.
પૃષ્ઠતાણની સમજૂતી:
પ્રવાહીના જથ્થામાં રહેલો અણુ બધી બાજુથી સમાન આંતરઆણ્વીય બળો અનુભવે છે,પરિણામે તેના પર કોઈ ચોખ્ખું બળ લાગતું નથી. જોકે,સપાટી પરનો અણુ અંદરની તરફ ચોખ્ખું આકર્ષણ બળ અનુભવે છે કારણ કે તેની ઉપર કોઈ અણુઓ હોતા નથી. આ નીચેની તરફ લાગતા બળને કારણે સપાટીના અણુઓ પાસે જથ્થામાં રહેલા અણુઓ કરતા વધુ ઉર્જા હોય છે. તેથી,પ્રવાહી તેમની સપાટી પર અણુઓની સંખ્યા ન્યૂનતમ રાખવાનો પ્રયત્ન કરે છે.
પૃષ્ઠ ઉર્જા: પ્રવાહીની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ એક એકમ જેટલું વધારવા માટે જરૂરી ઉર્જાને 'પૃષ્ઠ ઉર્જા' અથવા 'પૃષ્ઠતાણ ઉર્જા' કહેવાય છે.
સ્નિગ્ધતાની વ્યાખ્યા: સ્નિગ્ધતા એ પ્રવાહ સામેના અવરોધનું માપ છે,જે પ્રવાહીના સ્તરો એકબીજા પરથી સરકતી વખતે તેમની વચ્ચેના આંતરિક ઘર્ષણને કારણે ઉદભવે છે.
લેમિનર પ્રવાહ: જ્યારે પ્રવાહી સ્થિર સપાટી પર વહે છે,ત્યારે સપાટીના સંપર્કમાં રહેલું સ્તર સ્થિર હોય છે. સ્થિર સ્તરથી અંતર વધવાની સાથે ઉપરના સ્તરોનો વેગ વધે છે. વેગના આ નિયમિત ક્રમિક વધારાને 'લેમિનર પ્રવાહ' કહેવામાં આવે છે.
સ્નિગ્ધતાનું ગાણિતિક નિરૂપણ:
જો $dz$ અંતરે રહેલા સ્તરનો વેગ $du$ જેટલો બદલાય,તો વેગ પ્રચલન (velocity gradient) $\frac{du}{dz}$ થાય છે.
પ્રવાહ જાળવી રાખવા માટે જરૂરી બળ $F$ એ સંપર્ક ક્ષેત્રફળ $A$ અને વેગ પ્રચલન $\frac{du}{dz}$ ના સમપ્રમાણમાં હોય છે:
$(i)$ $F \propto A$
$(ii)$ $F \propto \frac{du}{dz}$
$\therefore F \propto A \left( \frac{du}{dz} \right)$
$\therefore F = \eta A \left( \frac{du}{dz} \right)$
જ્યાં $\eta$ એ સ્નિગ્ધતા ગુણાંક છે.