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粒子のサイズと形状は内部摩擦にどのように関連していますか?

粒子のサイズと形状は、さまざまな材料、特に粒状材料や液体で、粘度とも呼ばれる内部摩擦を決定する上で重要な役割を果たします。方法は次のとおりです。

サイズ:

* 小さな粒子: 一般に、小さな粒子はより高い内部摩擦を示します。これは:

* 表面積の増加: より小さな粒子の表面積と体積比が大きく、粒子と粒子間力の増加(例えば、ファンデルワールス力、静電力)の間の接触点が増えます。これらの力は相対運動に抵抗し、摩擦を増加させます。

* 強化された梱包密度: より小さな粒子はよりしっかりと詰まり、より剛性のある構造と変形に対する耐性が高くなり、内部摩擦が増加します。

* 大きな粒子: 粒子が大きいと、内部摩擦が低い傾向があります。

* 表面積の減少: 表面積と体積比が小さくなると、接触点が少なくなり、粒子間力が弱くなります。

* ゆるい梱包: より大きな粒子はしばしば狭く詰まり、動きのためのスペースが増え、摩擦が低下します。

形状:

* 球状粒子: 球状粒子は一般に、不規則な形状の粒子よりも低い内部摩擦を経験します。これは:

* 滑らかな表面: 球形の粒子には滑らかな表面があり、接触面積が低下し、摩擦が低下します。

* 簡単な動き: 彼らは互いをより簡単に転がしてスライドさせ、動きに対する抵抗を最小限に抑えることができます。

* 不規則な粒子: ギザギザや細長い粒子のような不規則な形状の粒子は、通常、以下により高い内部摩擦を示します。

* 表面積の増加: それらの不規則な形状は、接触のためにより多くの表面積を提供し、粒子間力が高くなります。

* インターロック: 不規則な形状はインターロックする可能性があり、より剛性のある構造と変形に対する耐性の増加を生み出します。

* 粗い表面: 粗い表面は、摩擦が大きくなります。

例:

* 粒状材料: 細かい砂は、粒子サイズが小さく、表面積が高いため、粗い砂利よりも内部摩擦が高くなっています。

* 流体: 液体の粘度は、構成分子のサイズと形状の影響を受けます。たとえば、蜂蜜は、大きく複雑な糖分子を備えたもので、水よりも粘度が高く、より小さく、より単純な分子があります。

* 粉末材料: 小さく、不規則な粒子を持つ粉末は、より高い内部摩擦を示し、それらをより困難にして処理します。

キーテイクアウト:

粒子のサイズと形状は、粒子間の表面積、梱包密度、および相互作用に影響を与えることにより、内部摩擦に大きく影響します。より小さく、不規則な粒子は、一般に、より大きな球形粒子と比較して、より高い内部摩擦につながります。

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