घर्षण अध्याय से हमने पढ़ा है कि जब एक वस्तु दूसरी वस्तु की सतह पर स्पर्श करती है या फिसलती है तो उनके बीच घर्षण बल उत्पन्न हो जाता है। जो इन वस्तुओं की गति का विरोध करता है। इसी प्रकार यह घटना द्रवों में भी होती है।
जब दो द्रवों की परतें आपस में एक दूसरे के ऊपर फिसलती है तो उनके बीच एक बल कार्य करता है जो उनकी गति का विरोध करता है इस बल को द्रव का आंतरिक बल कहते हैं।
श्यान बल
जब द्रव की विभिन्न परतें होती है तो उनके बीच आंतरिक स्पर्श रेखीय घर्षण बल कार्य करता है जिस उनका श्यान बल कहते हैं।
श्यानता (viscosity in Hindi)
तरल पदार्थों का वह गुण जिसके कारण वह अपनी परतों के बीच होने वाली गति का विरोध करता है तरल के इस गुण को श्यानता कहते हैं।
श्यानता को उदाहरण द्वारा समझते हैं-
• वायु की तुलना में जल की श्यानता अधिक होती है क्योंकि जितनी तेज हम वायु में चल सकते हैं इतनी तेज जल में नहीं चल सकते हैं।
• शहद में श्यानता का गुण अन्य द्रवों की अपेक्षा अधिक पाया जाता है। चूंकि जब शहद कीप से गुजरता है तो इसकी परतों के बीच होने वाली आपेक्षिक गति का विरोध बहुत अधिक होता है।
वेग प्रवणता
एकांक दूरी पर स्थित द्रव की दो परतों के बीच में परिवर्तन को वेग प्रवणता कहते हैं अतः
\footnotesize \boxed { वेग\,प्रवणता = \frac{∆v}{∆t} }
वेग प्रवणता का मात्रक प्रति सेकेंड एवं विमीय सूत्र [M0L0T-1] होता है। यह एक सदिश राशि है।
श्यानता गुणांक
किसी द्रव की एकांक पृष्ठ क्षेत्रफल वाली दो परतों के बीच लगने वाले श्यान बल को उसका श्यानता गुणांक (coefficient of viscosity in Hindi) कहते हैं। इसे η से प्रदर्शित करते हैं। यह श्यान बल द्रवों के बीच एकांक वेग प्रवणता के लिए आवश्यक होता है।
श्यानता गुणांक का SI मात्रक किग्रा/मीटर-सेकंड होता है इसका अन्य मात्रक प्वॉइज भी होता है।
1 किग्रा/मीटर-सेकंड = 10 प्वॉइज
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श्यानता गुणांक का सूत्र
द्रव किन्ही दो परतों के बीच कार्य करने वाला श्यान बल दो बातों पर निर्भर करता है।
(1) यह बल परतों के पृष्ठ क्षेत्रफल A के अनुक्रमानुपाती होता है अर्थात
F ∝ A
(2) यह बल परतों की वेग प्रवणता \frac{∆v}{∆x} के अनुक्रमानुपाती होता है अर्थात
F ∝ \frac{∆v}{∆x}
अतः F ∝ A \frac{∆v}{∆x}
\footnotesize \boxed { F = ηA\frac{∆v}{∆x} }
जहां η एक नियतांक है जिसे द्रव का श्यानता गुणांक कहते हैं।
यदि A = 1 तथा \frac{∆v}{∆x} = 1 हो तो श्यान बल
F = η
अर्थात् किसी द्रव का श्यानता गुणांक उस श्यान बल के बराबर होता है जो एकांक क्षेत्रफल वाली द्रव की दो परतों के बीच कार्य करती है जबकि परतों के बीच वेग प्रवणता एकांक हो।
श्यानता गुणांक का विमीय सूत्र
श्यानता गुणांक के सूत्र से
η = A \frac{F}{∆v/∆x}
η की विमा = \frac{[MLT^{-2}]}{[L^2]\,[T^{-1}]}
η की विमा = \frac{[MLT^{-2}]}{[L^2T^{-1}]}
η की विमा = [ML-1T-1]
अतः श्यानता गुणांक का विमीय सूत्र [ML-1T-1] होता है।