Klampumas yra mokslinis terminas, apibūdinantis skysčio pasipriešinimą tekėjimui. Skystis gali būti skystis arba dujos, tačiau šis terminas dažniau siejamas su skysčiais. Pavyzdžiui, sirupas turi daug didesnį klampumą nei vanduo: norint perkelti šaukštą per indelį su sirupu, reikia daugiau jėgos nei indelyje su vandeniu, nes sirupas yra atsparesnis tekėjimui aplink šaukštą. Šis pasipriešinimas atsiranda dėl trinties, kurią sukelia skysčio molekulės, ir turi įtakos tam, kiek skystis priešinsis objekto judėjimui per jį, ir slėgį, reikalingą skysčiui judėti vamzdžiu ar vamzdeliu. Klampumą įtakoja daugybė veiksnių, įskaitant molekulių dydį ir formą, jų tarpusavio sąveiką ir temperatūrą.
Matavimas
Skysčio klampumą galima išmatuoti įvairiais būdais, naudojant prietaisus, vadinamus viskozimetrais. Jie gali išmatuoti laiką, per kurį skystis nukeliauja tam tikru atstumu per vamzdelį, arba laiką, per kurį tam tikro dydžio ir tankio objektas iškrenta per dominantį skystį. SI matavimo vienetas yra paskalis sekundė, o paskalis yra slėgio vienetas. Todėl ši kokybė matuojama pagal slėgį ir laiką, todėl esant tam tikram slėgiui klampiam skysčiui nuvažiuoti tam tikru atstumu prireiks daugiau laiko nei mažiau klampiam.
Veiksniai, turintys įtakos klampumui
Paprastai didesnių, sudėtingesnių molekulių skysčių klampumas bus didesnis. Tai ypač pasakytina apie ilgas, grandines panašias molekules, kurios yra polimeruose ir sunkesniuose angliavandenilių junginiuose. Šios molekulės linkusios susipainioti viena su kita, trukdančios joms judėti.
Kitas svarbus veiksnys yra tai, kaip molekulės sąveikauja viena su kita. Poliariniai junginiai gali sudaryti vandenilinius ryšius, kurie sujungia atskiras molekules, padidindami bendrą pasipriešinimą tekėjimui ir judėjimui. Nors vanduo yra polinė molekulė, jis turi mažą klampumą dėl to, kad jo molekulės yra mažos. Labiausiai klampūs skysčiai yra tie, kurių molekulės yra ilgos ir turi pastebimą poliškumą, pavyzdžiui, glicerinas ir propilenglikolis.
Temperatūra turi didelę įtaką klampumui – tiek, kad šios skysčių kokybės matavimai visada pateikiami kartu su temperatūra. Skysčiuose jis mažėja didėjant temperatūrai, tai matyti kaitinant sirupą ar medų. Taip yra todėl, kad molekulės juda daugiau ir todėl praleidžia mažiau laiko kontaktuodami viena su kita. Priešingai, atsparumas judėjimui dujose didėja didėjant temperatūrai. Taip yra todėl, kad molekulėms judant greičiau, tarp jų atsiranda daugiau susidūrimų, o tai sumažina gebėjimą tekėti.
Svarba pramonei
Žalia nafta dažnai vamzdžiais tiekiama dideliais atstumais per regionus, kuriuose skiriasi temperatūra, o srauto greitis reaguojant į slėgį atitinkamai skiriasi. Per Aliaską tekanti nafta yra klampesnė už naftą vamzdynuose Persijos įlankoje dėl skirtingos žemės temperatūros, todėl reikia taikyti didesnį slėgį, kad ji tekėtų. Siekiant išspręsti jėgos, reikalingos alyvai tiekti per vamzdynus, problemą, kai kurių vamzdžių jutikliai matuoja skysčio klampumą ir nustato, ar reikia pridėti didesnį ar mažesnį slėgį, kad alyvos srautas būtų pastovus ir pastovus.
Natūralu, kad variklio alyvos klampumas taip pat keičiasi, kai ją kaitina variklis. Alyva, kuri dėl variklio kaitros tampa per plona, neveiks tinkamai. Siekiant išspręsti šią problemą, į alyvą pridedama polimerų, kad trinties greitis būtų pastovus aukštesnėje temperatūroje.
Reikšmė vulkanizmui
Magmos arba karštos, išlydytos uolienos klampumas po Žemės paviršiumi yra svarbus veiksnys tiriant ugnikalnius. Tekanti lava dažniausiai sukelia dažnesnius, bet ne tokius smarkius išsiveržimus, nes ji lengvai teka aukštyn iš magmos kamerų ir iš ugnikalnio. Tai taip pat leidžia lengviau burbuliuoti ištirpusioms dujoms. Tirštesnė magma linkusi sulaikyti šias dujas esant aukštam slėgiui, o norint išstumti lavą iš ugnikalnio reikia daugiau jėgos, todėl laikui bėgant gali susidaryti didelis slėgis. Kai tokio tipo ugnikalnis išsiveržia, jis tai daro sprogstamai, dažnai su katastrofiškomis pasekmėmis.