Os fluídos, tanto as substancias líquidas como as gasosas de diferentes tipos, teñen diferentes niveis de viscosidade. A viscosidade é a fricción entre as moléculas que compoñen un fluído. Polo tanto, as moléculas forman a fricción do fluído cando este flúe. Nos líquidos, a viscosidade débese ás forzas de cohesión (forzas de tracción entre moléculas similares). Mentres que nas substancias gasosas, a viscosidade débese ás colisións entre moléculas.
Os fluídos líquidos, por exemplo, a auga, flúen máis facilmente. Pola contra, os fluídos espesos, por exemplo, o lubricante, son máis difíciles de facer fluír. Podes comprobalo vertendo auga e lubricante sobre unha superficie inclinada. A auga flúe máis rápido que o aceite. O nivel de viscosidade do fluído tamén depende da temperatura. Canto maior sexa a temperatura do líquido, menos viscoso será. Por exemplo, cando unha nai frite peixe na cociña, o aceite de cociña que inicialmente espesa vólvese máis líquido ao quentalo. Pola contra, canto maior sexa a temperatura dunha substancia gasosa, máis espesa será a substancia gasosa.
Coeficiente de viscosidade
O símbolo η simboliza a viscosidade do fluído (léase: eta). η = coeficiente de viscosidade. Polo tanto, o nivel de viscosidade do líquido exprésase polo coeficiente de viscosidade do fluído.
Unha capa fina de fluído colócase entre dúas placas. A cohesión é unha forza atractiva entre moléculas similares, mentres que a adhesión é unha forza de atracción entre moléculas diferentes. As forzas de adhesión actúan entre a placa e a capa de fluído unida á placa (as moléculas do fluído e as moléculas da placa atraense mutuamente). Mentres tanto, as forzas de cohesión actúan entre as membranas líquidas (os fluídos atraen as moléculas entre si).
Ao principio, a placa e a capa de fluído están en repouso (figura 1). Despois, a placa superior é tirada cara á dereita (figura 2). As placas inferiores non son tiradas (a placa inferior está en repouso). A magnitude da forza de tracción está disposta de tal xeito que a placa superior se despraza cara á dereita a unha velocidade constante (v constante). Debido a que hai unha forza de adhesión que actúa entre o bordo da placa e a parte do fluído unida á placa, o fluído debaixo da placa tamén se despraza cara á dereita. Debido a que hai unha forza de cohesión entre as moléculas do fluído, o fluído que se move cara á dereita tira do fluído que está na parte inferior.
A parte do fluído que está na parte superior tira do fluído da parte inferior para que se desprace cara á dereita,
mentres que a parte do fluído na parte inferior mantén o fluído de arriba, polo que a velocidade do fluído varía. A parte do fluído que está na parte superior móvese cunha velocidade maior (v), o fluído na parte inferior móvese cunha v menor, e así sucesivamente. Entón, canto máis abaixo v, menor. Noutras palabras, a velocidade da capa de fluído cambia regularmente de arriba a abaixo ata l.
Cambios na velocidade da capa de fluído (v) divididos pola distancia do cambio (l) = v / l. V/l coñécese como gradiente de velocidade. As placas que están na parte superior poden moverse porque hai unha forza de tracción (F). Para certos fluídos, a cantidade de atracción requirida é directamente proporcional á área do fluído unido á placa (A), á velocidade do fluído (v) e inversamente proporcional á distancia l. Matematicamente, pódese escribir do seguinte xeito:
Anteriormente, explicábase que un fluído máis líquido adoita ser máis doado de fluír, mentres que un fluído máis espeso é máis difícil de fluír. O coeficiente de viscosidade expresa o nivel de viscosidade do fluído. Se o fluído é máis espeso, a forza de tracción necesaria tamén é maior. Neste caso, a forza de tracción é directamente proporcional ao coeficiente de viscosidade. Matematicamente pódese escribir do seguinte xeito:
η = coeficiente de viscosidade, F = forza, l = distancia, A = superficie, v = velocidade, ∝ = comparación
A unidade do Sistema Internacional (SI) para o coeficiente de viscosidade é Ns/m2 = Pa.s (pascal segundo). A unidade CGS (centímetros gramo segundo) para o coeficiente de viscosidade é dyn.s/cm2 = poise (P). A viscosidade tamén se expresa a miúdo en centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. A unidade de poise úsase na honra dun científico francés, Jean Louis Marie Poiseuille (léase: pwa-zoo-yuh).
1 poise = 1 dina s/cm2 = 10-1 Ns/m2
