Els fluids, tant els líquids com els gasosos de diferents tipus, tenen diferents nivells de viscositat. La viscositat és una fricció entre les molècules que formen un fluid. Per tant, les molècules formen fricció quan el fluid flueix. En els líquids, la viscositat és causada per forces de cohesió (forces d'atracció entre molècules similars). Mentre que en les substàncies gasoses, la viscositat és causada per col·lisions entre molècules.
El fluid líquid, per exemple, l'aigua, és més fàcil de fer fluir. En canvi, el fluid espès és més difícil de fer fluir, per exemple, el lubricant. Ho podeu demostrar abocant aigua i lubricant sobre una superfície inclinada. L'aigua flueix més ràpid que l'oli. El nivell de viscositat del fluid també depèn de la temperatura. Com més alta sigui la temperatura del líquid, menys viscós és el líquid. Per exemple, quan una mare fregeix peix a la cuina, l'oli de cuina que inicialment s'espesseix es torna més líquid quan s'escalfa. En canvi, com més alta sigui la temperatura d'una substància gasosa, més espessa és la substància gasosa.
Coeficient de viscositat
El símbol η simbolitza la viscositat del fluid (és a dir: eta). η = coeficient de viscositat. Per tant, el nivell de viscositat del líquid s'expressa mitjançant el coeficient de viscositat del fluid.
Una capa fina de fluid es col·loca entre dues plaques. La cohesió és una força atractiva entre molècules similars, mentre que l'adhesió és una força d'atracció entre molècules diferents. Les forces d'adhesió actuen entre la placa i la capa de fluid unida a la placa (les molècules de fluid i les molècules de la placa s'atreuen mútuament). Mentrestant, les forces de cohesió actuen entre les membranes líquides (els fluids s'atreuen les molècules).
Al principi, la placa i la capa de fluid estan en repòs (figura 1). Després, la placa superior s'estira cap a la dreta (figura 2). Les plaques inferiors no s'estira (la placa inferior està en repòs). La magnitud de la força d'estirament està disposada de manera que la placa superior es desplaça cap a la dreta a una velocitat constant (v constant). Com que hi ha una força d'adhesió que actua entre la vora de la placa i la part del fluid unida a la placa, el fluid que hi ha a sota de la placa també es desplaça cap a la dreta. Com que hi ha una força de cohesió entre les molècules del fluid, el fluid que es mou cap a la dreta estira el fluid que hi ha a la part inferior.
La part del fluid que està a la part superior estira el fluid de la part inferior perquè es desplaci cap a la dreta,
mentre que la part del fluid a la part inferior sosté el fluid de sobre, de manera que la velocitat del fluid varia. La part del fluid que es troba a la part superior es mou amb una velocitat més gran (v), el fluid de la part inferior es mou amb una v més petita, i així successivament. Així doncs, com més baixa és la v, més petita. En altres paraules, la velocitat de la capa de fluid canvia regularment de dalt a baix fins a l.
Canvis en la velocitat de la capa de fluid (v) dividits per la distància del canvi (l) = v / l. V/l es coneix com a gradient de velocitat. Les plaques que es troben a la part superior es poden moure perquè hi ha una força d'atracció (F). Per a certs fluids, la quantitat d'atracció necessària és directament proporcional a l'àrea del fluid unida a la placa (A), a la velocitat del fluid (v) i inversament proporcional a la distància l. Matemàticament, es pot escriure de la següent manera:
Anteriorment, s'explicava que un fluid més líquid sol ser més fàcil de fer fluir, mentre que un fluid més espès és més difícil de fer fluir. El coeficient de viscositat expressa el nivell de viscositat del fluid. Si el fluid és més espès, la força de tracció necessària també és més gran. En aquest cas, la força de tracció és directament proporcional al coeficient de viscositat. Matemàticament es pot escriure de la següent manera:
η = coeficient de viscositat, F = força, l = distància, A = superfície, v = velocitat, ∝ = comparació
La unitat del Sistema Internacional (SI) per al coeficient de viscositat és Ns/m² = Pa.s (pascal segon). La unitat CGS (centímetres gram segon) per al coeficient de viscositat és dyn.s/cm² = poise (P). La viscositat també s'expressa sovint en centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. La unitat de poise s'utilitza en honor d'un científic francès, Jean Louis Marie Poiseuille (llegiu: pwa-zu-iuh).
1 poise = 1 dina s/cm² = 10⁻¹ Ns / m²
