- 中文名
- 内摩擦
- 外文名
- internal friction
- 产生原因
- 运动流体的分子间产生摩擦
- 表 征
- 流体黏性
- 公 式
- 牛顿内摩擦定律
- 学 科
- 流体力学
内摩擦是运动流体分子之间产生的摩擦，对于宏观流体来讲，内摩擦是流体具有黏性雄旬承的原因愚汗归嫌乃乌。雅套懂戏流体在运动时，如果相邻两层流体的速度不同，则在它们的界面上产生切应力，运动快的流层对运动慢的流层施以推力，浆记慨而运动慢的流层则对运动快的流请和层施以阻力，这精蒸促碑页对力称为流层之间的内摩擦力，或称黏性切应力。 [1]
当流体作定向流动时，设想沿流动方向把气体分成许多平行的薄层。如果各流体层的流速u不相等，这时流体将显示出一种性质，叫做黏性。由于黏性的存在，在相邻两流体层中，速度快的流体层对速度慢的流体层将产生一个“拖动力”F，使它加速；而速度慢的流体层对速度快的流体层就产生一个阻止它前进的“阻滞力”F，使它减速。拖动力和阻滞力是同时出现在相邻两流体层接触面上的一对等值反向的摩擦力，叫做内摩擦力。当流体体处于静止或流体内各处定向运动的速度相等时，流体的黏性就不表现出来，因而也就不存在内摩擦力。
从流体动理论的观点来看，每个分子具有质量，它在运动时具有一定的速度，因此每个运动分子都带着它的动量，从一处移动到别处。当流体作定向运动时，每个分子除了拥有无规则运动的动量外，还同时拥有沿流体运动方向作定向运动的动量。例如，就气体中任取的相邻两流体层A，B来说，由于分子热运动的不规则性，流体层A与B通过接触面都互有分子来往，因为A层分子的定向速度较大，B层分子的定向速度较小，所以A层分子带着较大的定向动量转移到B层，B层分子带着较小的定向动量转移到A层。由于每秒钟内在两层间有为数众多的分子彼此交换，从而使B层流体的定向动量增加，A层的定向动量减少，结果造成定向动量从A层向B层的输运。按动量定理，每秒钟的动量改变在宏观上就表现为相邻两流体层在接触面上沿动量改变的方向存在着相互作用力。这就是内摩擦力。 [2]
流体的黏性实验是由牛顿于1687年首次进行的。如图《牛顿黏性定律》所示，两块平行平板，相距为h，其间充满黏性流体。下板不动，上板以速度U在自身平面内做匀速运动。为了维持上板的匀速运动，必须在平板上施加一个拖动力F。 实验表明，拖动力F与板的面积A和速度U成正比，而与两板间的距离h成反比，即：
牛顿黏性定律牛顿内摩擦定律，又称牛顿黏性定律。根据牛顿黏性实验的结果，推动上板的力F的大小与垂直于流动方向的速度梯度du/dy成正比，与接触面的面积A成正比，并与流体的种类有关，而与接触面上压强p无关。
数学表达式：
F——流体层接触面上的内摩擦力，N；
A——流体层间的接触面积，
流层间单位面积上的内摩擦力称为黏性切应力，用符号τ表示。
式中，τ——黏性切应力，
如果流体的速度在y方向不是线性变化，则黏性切应力可表示为：
从牛顿内摩擦定律可知，当速度梯度等于零时，内摩擦力也等于零。所以，当流体处于静 止状态或以相同速度运动(流层间没有相对运动)时，内摩擦力等于零，此时即使流体有黏性，流体的黏性作用也表现不出来。 当流体没有黏性(μ=0)时，内摩擦力等于零。 [3]
