श्यानता की इकाई

श्यानता की इकाई पॉइज़ (P) है, जिसका नाम फ्रेंच चिकित्सक जीन लियोनार्ड मैरी पॉइज़ुइल के नाम पर रखा गया है। इसे उस द्रव की गतिशील श्यानता के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक वर्ग सेंटीमीटर पर एक डाइन का शियर तनाव उत्पन्न करता है जब उस पर प्रति सेकंड एक सेंटीमीटर का वेग प्रवणता लगाई जाती है।

अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में श्यानता की इकाई पास्कल-सेकंड (Pa·s) है। एक पॉइज़ 0.1 Pa·s के बराबर होता है।

सेंटीपॉइज़ (cP) श्यानता की एक सामान्यतः प्रयुक्त इकाई है जो 0.01 Pa·s या 1 mPa·s के बराबर होती है।

किसी द्रव की श्यानता उसके बहाव के प्रतिरोध की माप है। श्यानता जितनी अधिक होगी, द्रव उतना ही गाढ़ा होगा।

द्रव की श्यानता तापमान, दाब और संघटन से प्रभावित होती है।

श्यानता क्या है?

श्यानता द्रव का वह गुण है जो उसकी संलग्न परतों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है। यह द्रव के बहाव के प्रतिरोध की माप है। श्यानता जितनी अधिक होगी, द्रव उतना ही गाढ़ा होगा और उसे हिलाना उतना ही कठिन होगा।

श्यानता के उदाहरण:

• शहद की श्यानता अधिक होती है, इसलिए यह धीरे बहता है।
• पानी की श्यानता कम होती है, इसलिए यह आसानी से बहता है।
• तेल की श्यानता शहद और पानी के बीच होती है।

श्यानता को प्रभावित करने वाले कारक:

• तापमान: अधिकांश द्रवों की श्रेणता तापमान बढ़ने के साथ घटती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि तापमान बढ़ने पर द्रव के अणु तेज़ी से गतिशील हो जाते हैं, जिससे वे एक-दूसरे के पास से बहने में आसानी करते हैं।
• दाब: अधिकांश द्रवों की श्रेणता दाब बढ़ने के साथ बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उच्च दाब पर द्रव के अणु एक-दूसरे के अधिक निकट आ जाते हैं, जिससे वे एक-दूसरे के पास से बहने में अधिक कठिनाई करते हैं।
• सांद्रता: किसी विलयन की श्रेणता विलेय की सांद्रता बढ़ने के साथ बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि विलेय के अणु विलायक के अणुओं के प्रवाह में बाधा डालते हैं।

श्रेणता के अनुप्रयोग:

• श्रेणता का उपयोग द्रवों की मोटाई मापने के लिए किया जाता है। यह कई उद्योगों—जैसे खाद्य उद्योग, तेल उद्योग और पेंट उद्योग—में महत्वपूर्ण है।
• श्रेणता का उपयोग मशीनों की गतिशील भागों को स्नेहन देने के लिए किया जाता है। इससे घर्षण और क्षरण कम होता है।
• श्रेणता का उपयोग झटका अवशोषकों और अन्य उपकरणों में डैम्पिंग प्रभाव बनाने के लिए किया जाता है। इससे ऊर्जा अवशोषित होती है और कंपन कम होते हैं।

श्रेणता द्रवों का एक मौलिक गुण है जिसके दैनंदिन जीवन में कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं।

SI Unit of Viscosity

श्रेणता की SI इकाई: पास्कल-सेकंड (Pa·s)

श्यानता (Viscosity) किसी द्रव के प्रवाह के प्रतिरोध की माप है। इसे द्रव पर लगाए गए शियर तनाव (shear stress) तथा उत्पन्न हुई वेग ग्रेडिएंट (velocity gradient) के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। सरल शब्दों में, श्यानता किसी द्रव की “मोटाई” या “चिपचिपाहट” होती है।

श्यानता की SI इकाई पास्कल-सेकंड (Pa·s) है। इसका नाम फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्लेज़ पास्कल के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने द्रव यांत्रिकी के अध्ययन में महत्वपूर्ण योगदान दिया। एक पास्कल-सेकंड को उस द्रव की श्यानता के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एक सेकंड^-1 के वेग ग्रेडिएंट पर एक पास्कल का शियर तनाव उत्पन्न करता है।

श्यानता के उदाहरण:

• पानी: कमरे के तापमान पर पानी की श्यानता लगभग 0.001 Pa·s होती है। इसका अर्थ है कि यह आसानी से बहता है और प्रवाह का प्रतिरोध कम होता है।
• शहद: कमरे के तापमान पर शहद की श्यानता लगभग 10 Pa·s होती है। इसका अर्थ है कि यह धीरे बहता है और प्रवाह का प्रतिरोध अधिक होता है।
• मोटर ऑयल: कमरे के तापमान पर मोटर ऑयल की श्यानता लगभग 0.1 Pa·s होती है। इसका अर्थ है कि यह पानी की तुलना में धीरे बहता है पर शहद की तुलना में आसानी से।

श्यानता का महत्व:

श्यानता द्रवों का एक महत्वपूर्ण गुण है क्योंकि यह उनके प्रवाह व्यवहार और प्रदर्शन को प्रभावित करती है। कई अनुप्रयोगों में, इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए द्रव की श्यानता पर सावधानीपूर्वक विचार करना आवश्यक होता है। उदाहरण के लिए, मोटर तेल की श्यानता इंजन के घटकों की उचित स्नेहन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। यदि तेल अत्यधिक श्यान है, तो वह आसानी से प्रवाहित नहीं होगा और इंजन को नुकसान पहुँचा सकता है। यदि तेल बहुत पतला है, तो वह पर्याप्त स्नेहन प्रदान नहीं करेगा और फिर भी इंजन को नुकसान पहुँचा सकता है।

श्यानता पाइपलाइनों और पंपों जैसे द्रव प्रणालियों के डिज़ाइन में भी महत्वपूर्ण है। परिवहन किए जा रहे द्रव की श्यानता को प्रणाली के डिज़ाइन में ध्यान में रखना होता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि द्रव कुशलता से प्रवाहित हो सकता है और प्रणाली को नुकसान पहुँचाए बिना काम कर सकता है।

संक्षेप में, श्यानता की SI इकाई पास्कल-सेकंड (Pa·s) है। श्यानता द्रवों का एक महत्वपूर्ण गुण है जो उनके प्रवाह व्यवहार और प्रदर्शन को प्रभावित करता है। द्रव प्रणालियों को डिज़ाइन करते समय और द्रव अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए सामग्री चुनते समय द्रव की श्यानता पर विचार करना अनिवार्य है।

श्यानता की CGS इकाई

श्यानता की CGS इकाई: पॉइज़

CGS (सेंटीमीटर-ग्राम-सेकंड) इकाई प्रणाली एक मीट्रिक प्रणाली है जो लंबाई के लिए सेंटीमीटर, द्रव्यमान के लिए ग्राम और समय के लिए सेकंड का उपयोग करती है। CGS प्रणाली में, श्यानता की इकाई पॉइज़ (P) है, जिसका नाम फ्रेंच भौतिकविद् जीन लियोनार्ड मैरी पॉइज़ुइल के नाम पर रखा गया है।

श्यानता किसी द्रव के प्रवाह के प्रतिरोध की माप है। इसे अपरूपण तनाव तथा अपरूपण दर के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। सरल शब्दों में, श्यानता यह बताती है कि कोई द्रव कितना गाढ़ा या पतला है। श्यानता जितनी अधिक होगी, द्रव उतना ही गाढ़ा होगा।

पॉइज़ को उस द्रव की श्यानता के रूप में परिभाषित किया गया है जो एक रेडियन प्रति सेकंड की अपरूपण दर के अधीन होने पर एक डाइन प्रति वर्ग सेंटीमीटर का अपरूपण तनाव उत्पन्न करता है। दूसरे शब्दों में, एक पॉइज़ श्यानता वाला द्रव एक डाइन प्रति वर्ग सेंटीमीटर अपरूपण तनाव के अधीन होने पर एक रेडियन प्रति सेकंड की दर से प्रवाहित होगा।

पॉइज़ श्यानता का अपेक्षाकृत बड़ा मात्रक है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर पानी की श्यानता लगभग 0.01 पॉइज़ होती है। कमरे के तापमान पर शहद की श्यानता लगभग 1000 पॉइज़ होती है।

CGS इकाई प्रणाली का उपयोग अभी भी कुछ वैज्ञानिक क्षेत्रों में किया जाता है, परंतु इसे तेजी से SI (Système International d’Unités) प्रणाली द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। SI प्रणाली में श्यानता की इकाई पास्कल-सेकंड (Pa·s) है। एक पास्कल-सेकंड 10 पॉइज़ के बराबर होता है।

दैनिक जीवन में श्यानता के उदाहरण

• शहद: शहद एक गाढ़ा, चिपचिपा द्रव होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी श्यानता अधिक होती है। शहद की उच्च श्यानता के कारण इसे डालना और फैलाना कठिन होता है।
• तेल: शहद की तुलना में तेल कम श्यान द्रव होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी श्यानता कम होती है। तेल की कम श्यानता के कारण इसे डालना और फैलाना आसान होता है।
• पानी: पानी बहुत कम श्यानता वाला द्रव होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी श्यानता बहुत कम होती है। पानी की कम श्यानता के कारण इसे डालना और फैलाना आसान होता है।

श्यानता द्रवों का एक महत्वपूर्ण गुण है। यह प्रभावित करता है कि द्रव कैसे बहते हैं और वस्तुओं के साथ कैसे पारस्परिक क्रिया करते हैं। श्यानता को समझकर हम द्रवों के व्यवहार और उनके दैनिक जीवन में उपयोग को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

न्यूटन का श्यानता नियम लिखिए।

जब द्रव स्थिर हो तो उसकी श्यानता क्या होगी?

स्थिर द्रव की श्यानता

श्यानता किसी द्रव के प्रवाह के प्रतिरोध की माप होती है। जब कोई द्रव स्थिर होता है, तो उसकी श्यानता इसकी अणुओं के बीच की पारस्परिक क्रिया से निर्धारित होती है। सामान्यतः, जितनी प्रबल अंतरअणुक बल होते हैं, द्रव की श्यानता उतनी ही अधिक होती है।

उदाहरण के लिए, पानी की श्यानता शहद से कम होती है क्योंकि जल-अणुओं के बीच हाइड्रोजन बंध, शर्करा-अणुओं के बीच सहसंयोजक बंधों की तुलना में कमजोर होते हैं। परिणामस्वरूप, पानी शहद की तुलना में अधिक आसानी से बहता है।

किसी द्रव की श्रेणता (viscosity) उसके तापमान पर भी निर्भर करती है। जैसे-जैसे द्रव का तापमान बढ़ता है, उसकी श्रेणता घटती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बढ़ी हुई ऊष्मीय ऊर्जा अणुओं को तेज़ी से हिलने और एक-दूसरे से दूर होने का कारण बनती है, जिससे अंतर-अणुक बल कम हो जाते हैं।

उदाहरण के लिए, गरम पानी ठंडे पानी की तुलना में अधिक आसानी से बहता है।

किसी द्रव की श्रेणता पर अशुद्धियों की उपस्थिति भी प्रभाव डाल सकती है। अशुद्धियाँ द्रव के अणुओं के बीच की अन्योन्य क्रियाओं में बाधा डालकर उसकी श्रेणता बढ़ा सकती हैं।

उदाहरण के लिए, पानी में नमक मिलाने से पानी की श्रेणता बढ़ जाती है।

दैनिक जीवन में श्रेणता के उदाहरण

द्रवों की श्रेणता कई दैनिक उपयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

• शहद: शहद की श्रेणता अधिक होती है, इसीलिए यह धीरे-धीरे बहता है।
• केचप: केचप की श्रेणता अधिक होती है, इसीलिए यह बोतल से धीरे बाहर आता है।
• मोटर ऑयल: मोटर ऑयल की श्रेणता अधिक होती है, इसीलिए यह इंजन के पुर्ज़ों को घिसावट और क्षरण से बचाने में मदद करता है।
• रक्त: रक्त की श्रेणता अधिक होती है, इसीलिए यह शरीर में धीरे बहता है।

द्रवों की श्रेणता एक महत्वपूर्ण गुण है जो कई उपकरणों और तंत्रों के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। श्रेणता को प्रभावित करने वाले कारकों को समझकर हम ऐसे तंत्रों का डिज़ाइन और अभियांत्रिकी कर सकते हैं जो कुशलता और प्रभावी ढंग से कार्य करें।

उन कारकों का उल्लेख करें जिन पर श्रेणता निर्भर करती है।

श्यानता (विस्कॉसिटी) किसी द्रव के प्रवाह के प्रति प्रतिरोध का माप है। यह गुणधर्म कई अनुप्रयोगों—जैसे स्नेहन, हाइड्रोलिक्स और द्रव गतिकी—में महत्वपूर्ण है। किसी द्रव की श्यानता कई कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें शामिल हैं:

तापमान: तापमान बढ़ने पर श्यानता घटती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उच्च तापमान पर द्रव के अणु तेज़ी से गतिशील हो जाते हैं, जिससे वे एक-दूसरे के पास से बहने में आसानी करते हैं। उदाहरण के लिए, शहद कमरे के तापमान पर गर्म किए जाने की तुलना में कहीं अधिक गाढ़ा होता है।

दाब: दाब बढ़ने पर श्यानता बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उच्च दाब पर द्रव के अणु एक-दूसरे के अधिक निकट आ जाते हैं, जिससे वे एक-दूसरे के पास से बहने में अधिक कठिनाई करते हैं। उदाहरण के लिए, महासागर में गहराई बढ़ने के साथ पानी की श्यानता बढ़ जाती है।

अणु संरचना: द्रव की श्यानता इसके अणुओं के आकार और संरचना पर भी निर्भर करती है। बड़े अणु और जटिल आकार वाले अणु आमतौर पर उच्च श्यानता रखते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लिसरिन पानी से अधिक श्यान होता है क्योंकि इसके अणु बड़े और अधिक जटिल होते हैं।

सांद्रता: किसी विलयन की श्यानता इसकी सांद्रता बढ़ने पर बढ़ती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि विलेय अणु विलायक अणुओं के प्रवाह में बाधा डालते हैं। उदाहरण के लिए, नमकीन पानी की श्यानता शुद्ध पानी की तुलना में अधिक होती है।

योजक: किसी द्रव की श्यानता को विशेष योजक डालकर बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, द्रव में पॉलिमर मिलाकर उसकी श्यानता बढ़ाई जा सकती है। यह प्रायः स्नेहकों और हाइड्रोलिक द्रवों में किया जाता है।

यहाँ कुछ और उदाहरण दिए गए हैं कि श्यानता हमारे दैनिक जीवन को कैसे प्रभावित करती है:

• शहद: शहद एक श्यान द्रव है। इसीलिए यह धीरे-धीरे बहता है और उसे डालना कठिन हो सकता है।
• तेल: तेल शहद से कम श्यान द्रव है। इसीलिए यह अधिक आसानी से बहता है और स्नेहक के रूप में प्रयोग किया जा सकता है।
• पानी: पानी बहुत कम श्यानता वाला द्रव है। इसीलिए यह आसानी से बहता है और विलायक के रूप में प्रयोग किया जा सकता है।
• रक्त: रक्त एक श्यान द्रव है। इसीलिए यह रक्त वाहिकाओं से धीरे बहता है और उसे पंप करना कठिन हो सकता है।

श्यानता एक महत्वपूर्ण गुण है जो हमारे दैनिक जीवन के कई पहलुओं को प्रभावित करता है। श्यानता को प्रभावित करने वाले कारकों को समझकर हम द्रवों के व्यवहार को बेहतर ढंग से समझ और नियंत्रित कर सकते हैं।

1 पॉइज़ को N.s.m-2 में बदलें।

1 पॉइज़ को N.s.m-2 में बदलना

पॉइज़ (P) गतिशील श्यानता की एक इकाई है, जिसका नाम फ्रांसीसी चिकित्सक जीन लियोनार्ड मैरी पॉइज़ुइल के नाम पर रखा गया है। इसे उस द्रव की श्यानता के रूप में परिभाषित किया गया है जो 1 सेंटीमीटर प्रति सेकंड के वेग प्रवणता पर 1 डाइन प्रति वर्ग सेंटीमीटर अपरूपण तनाव उत्पन्न करता है।

न्यूटन-सेकंड प्रति वर्ग मीटर (N.s.m-2) गतिशील श्यानता का SI मात्रक है। इसे उस द्रव की श्यानता के रूप में परिभाषित किया गया है जो 1 मीटर प्रति सेकंड के वेग प्रवणता लगाने पर 1 न्यूटन प्रति वर्ग मीटर का अपरूपण तनाव उत्पन्न करता है।

1 पॉइज़ को N.s.m-2 में बदलने के लिए हमें रूपांतरण गुणांक से गुणा करना होता है:

$$1 \text{ P} = 0.1 \text{ N.s.m-2}$$

इसलिए, 1 पॉइज़ 0.1 N.s.m-2 के बराबर होता है।

उदाहरण:

एक द्रव की श्यानता 10 पॉइज़ है। यह N.s.m-2 में कितनी होगी?

10 पॉइज़ को N.s.m-2 में बदलने के लिए हम रूपांतरण गुणांक से गुणा करते हैं:

$$10 \text{ P} = 10 \times 0.1 \text{ N.s.m-2} = 1 \text{ N.s.m-2}$$

इसलिए द्रव की श्यानता 1 N.s.m-2 है।

न्यूटोनियन द्रवों के उदाहरण दीजिए।

न्यूटोनियन द्रव वे द्रव होते हैं जिनमें अपरूपण तनाव और अपरूपण दर के बीच रैखिक संबंध होता है। इसका अर्थ है कि न्यूटोनियन द्रव की श्यानता स्थिर रहती है, चाहे उसे किसी भी दर से अपरूपित किया जाए। न्यूटोनियन द्रवों के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:

• पानी एक न्यूटोनियन द्रव है जिसकी श्यानता 20°C पर 1.002 mPa·s है।
• शहद एक न्यूटोनियन द्रव है जिसकी श्यानता 20°C पर 1,000 mPa·s है।
• ग्लिसरिन एक न्यूटोनियन द्रव है जिसकी श्यानता 20°C पर 1,410 mPa·s है।
• मोटर ऑयल एक न्यूटोनियन द्रव है जिसकी श्यानता 20°C पर 500 mPa·s है।

न्यूटोनियन द्रवों के विपरीत, गैर-न्यूटोनियन द्रव अपरदाब तनाव और अपरदाब दर के बीच एक अरेखीय संबंध प्रदर्शित करते हैं। इसका अर्थ है कि गैर-न्यूटोनियन द्रव की श्यानता उस दर पर निर्भर करती है जिस पर उसे अपरदाबित किया जाता है। गैर-न्यूटोनियन द्रवों के कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:

• केचप एक गैर-न्यूटोनियन द्रव है जो अपरदाब पतलापन प्रदर्शित करता है। इसका अर्थ है कि इसकी श्यानता अपरदाब दर बढ़ने पर घट जाती है।
• टूथपेस्ट एक गैर-न्यूटोनियन द्रव है जो अपरदाब गाढ़ापन प्रदर्शित करता है। इसका अर्थ है कि इसकी श्यानता अपरदाब दर बढ़ने पर बढ़ जाती है।
• सिली पुट्टी एक गैर-न्यूटोनियन द्रव है जो श्यानप्रत्यास्थता प्रदर्शित करता है। इसका अर्थ है कि यह लोच और श्यान दोनों गुण प्रदर्शित करता है।

गैर-न्यूटोनियन द्रवों का व्यवहार न्यूटोनियन द्रवों की तुलना में अधिक जटिल हो सकता है। हालांकि, द्रव यांत्रिकी के मूलभूत सिद्धांत गैर-न्यूटोनियन द्रवों पर भी लागू होते हैं।