Zur Mikroreibung in Flüssigkeiten

Abstract

Die Experimente zeigen für Teilchen von Moleküldimensionen Abweichungen von den Stokesschen Reibungsgesetzen. Sie können zwei Ursachen haben. Entweder werden die Stokesschen Gesetze durch die Struktur der Flüssigkeit modifiziert, die Reibung bleibt aber durch die Viskositätskonstante und geometrische Daten allein bestimmt, oder es kommen Bewegungsmechanismen ins Spiel, die nichts mit dem viskosen Prozeß zu tun haben. Beide Einflüsse können empirisch durch einen „Mikroreibungsfaktor“ berücksichtigt werden, mit dem das Stokessche Gesetz zu erweitern ist. Für große Radien muß er den Wert 1 annehmen. Für kleine Radien kann aus dem experimentellen Material für Translations- und Rotationsbewegungen der empirische Wert des Mikroreibungsfaktors in Abhängigkeit vom Radienverhältnis r/rL des Gelösten und des Lösungsmittels bestimmt werden. Für neutrale kugelförmige Moleküle findet man für r/rL = 1 aus Diffusionsmessungen den Mikroreibungsfaktor der Translation ft ≈ 0,6, aus der Dipolorientierung den der Rotation fr ≈ 0,1 bis 0,2. Beide zeigen erwartungsgemäß einen Anstieg mit wachsendem Radienverhältnis.