Wieso nimmt die Viskosität bei Gasen mit steigender Temperatur zu?
und bei Flüssigkeiten ab? Macht das überhaupt Sinn, oder stimmt das nicht?
1 Antwort
Das hängt an den Wechselwirkungen der Moleküle.
Sprechen wir zunächst über den Unterschied zwischen Festkörpern und Fluiden.
In Festköpern sorgen die Molekül- resp. Atombeziehungen für eine definierte Anordnung der Atome und Moleküle. Das einfachste Bespiel sind hier Kristallgitter.
Dagegen besteht in Fluiden keine feste Anordnung der Moleküle/Atome, sie können wechselwirken, ihre Position zu anderen Molekülen kann aber immer frei geändert werden.
Fluide können dabei Flüssigkeiten sein, das sind Fluide, die Oberflächen ausbilden, und Gase, die sich immer gleichmäßig im gesamten Volumen verteilen.
Eine Oberfläche wird ausgebildet (Flüssigkeit), wenn die Moleküle untereinander eine Wechselwirkung haben, die sie anziehen, wie bspw. die Dipolwirkung in Wassermolekülen. Dagegen überwiegen in Gasen, dass die Bewegungsenergie der Moleküle stärker als jede intermolekulare Bindung ist. Typischerweise stoßen die Gasmoleküle und verteilen sich dadurch im ganzen Volumen (bei einem Druck).
Eine Flüssigkeit wird also umso fluider/weniger viskos je stärker die Eigenbewegung (Wärmebewegung) der Moleküle ist, die die Molekülwechselwirkung im Anteil immer kleiner werden lässt.
Ein Gas dagegen wird umso viskoser (bei gleichem Druck) je häufiger die Moleküle aufgrund der Eigenbewegung stoßen und einander in der Bewegung bremsen.
Das ist die einfache Physik dahinter. 😎