Šķidrumiem, gan šķidrumiem, gan gāzēm, ir dažāda viskozitātes pakāpe. Viskozitāte būtībā ir berzes spēks starp šķidrumu veidojošajām molekulām. Šķidruma molekulas, kas veido šķidrumu, berzējas viena pret otru, tam plūstot. Šķidrumos viskozitāti rada kohēzija (pievilkšanās starp līdzīgām molekulām). Gāzēs viskozitāti rada molekulu sadursmes.
Šķidri šķidrumi parasti plūst vieglāk, piemēram, ūdens. Turpretī biezāki šķidrumi plūst grūtāk, piemēram, cepamā eļļa, eļļa, medus utt. To var pierādīt, ielejot ūdeni un cepamo eļļu uz slīpas grīdas. Ūdens noteikti plūdīs ātrāk nekā cepamā eļļa vai eļļa. Šķidruma viskozitāte ir atkarīga arī no temperatūras. Jo augstāka ir šķidruma temperatūra, jo mazāk viskozs ir šķidrums. Piemēram, kad māte virtuvē cep zivi, sākotnēji biezā cepamā eļļa, to karsējot, kļūst šķidrāka. Un otrādi, jo augstāka ir gāzes temperatūra, jo viskozāka kļūst gāze.
Viskozitātes koeficients
Šķidruma viskozitāti apzīmē ar simbolu η (lasīt: eta). η = viskozitātes koeficients. Tātad šķidruma viskozitātes līmeni izsaka ar šķidruma viskozitātes koeficientu.
Starp divām plāksnēm novieto plānu šķidruma slāni. Kohēzija ir pievilkšanās spēks starp viena veida molekulām, savukārt adhēzija ir pievilkšanās spēks starp dažāda veida molekulām. Adhēzijas spēks darbojas starp plāksni un pie plāksnes piestiprināto šķidruma slāni (šķidruma molekulas un plāksnes molekulas pievelk viena otru). Kohēzijas spēks darbojas starp šķidruma slāņiem (šķidruma molekulas pievelk viena otru).
Sākumā plāksne un šķidruma slānis ir nekustīgi (1. attēls). Pēc tam augšējā plāksne tiek vilkta pa labi (2. attēls). Apakšējā plāksne netiek vilkta (apakšējā plāksne ir nekustīga). Stiepes spēka lielumu regulē tā, lai augšējā plāksne nobīdītos pa labi ar nemainīgu ātrumu (v ir konstants). Tā kā starp plāksnes malu un pie plāksnes piestiprināto šķidruma daļu darbojas adhēzijas spēks, arī šķidrums zem plāksnes nobīdās pa labi. Tā kā starp šķidruma molekulām pastāv kohēzijas spēks, šķidrums, kas nobīdījās pa labi, pievilka zemāk esošo šķidrumu.
Šķidruma daļa, kas atrodas augšpusē, velk šķidrumu, kas atrodas apakšā, lai tas nobīdītos pa labi, savukārt šķidruma daļa, kas atrodas apakšā, satur šķidrumu, kas atrodas augšpusē, tāpēc šķidruma ātrums mainās. Šķidruma daļa, kas atrodas augšpusē, pārvietojas ar lielāku ātrumu (v), šķidrums, kas atrodas apakšā, pārvietojas ar mazāku v utt. Tātad, jo mazāks ir v, jo mazāks tas ir. Citiem vārdiem sakot, šķidruma slāņa ātrums regulāri mainās no augšas uz leju līdz l.
Šķidruma slāņa ātruma izmaiņas (v), dalītas ar attālumu, kurā izmaiņas notiek (l), = v/l. V/l sauc par ātruma gradientu. Augšējā plāksne var kustēties stiepes spēka (F) dēļ. Konkrētam šķidrumam nepieciešamā stiepes spēka lielums ir tieši proporcionāls plāksnei piestiprinātā šķidruma laukumam (A), šķidruma ātrumam (v) un apgriezti proporcionāls attālumam l. Matemātiski to var uzrakstīt šādi:
Viskozitātes koeficienta formula
Iepriekš tika paskaidrots, ka šķidrāki šķidrumi parasti plūst vieglāk, savukārt biezāki šķidrumi plūst grūtāk. Šķidruma viskozitāti izsaka tā viskozitātes koeficients. Jo biezāks šķidrums, jo lielāks ir nepieciešamais stiepes spēks. Šajā gadījumā stiepes spēks ir tieši proporcionāls viskozitātes koeficientam. Matemātiski to var uzrakstīt šādi:
Informācija:
η = Viskozitātes koeficients
F = Spēks
l = Attālums
A = Virsmas laukums
v = Ātrums
∝ = proporcionāls
Starptautiskā mērvienību sistēma (SI) viskozitātes koeficientam ir Ns/m² = Pa·s (paskāls sekunde). CGS mērvienība (centimetrs grams sekunde) viskozitātes koeficientam ir dyn·s/cm² = poise (P). Viskozitāti bieži izsaka arī centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Poise mērvienība tiek izmantota, lai pieminētu franču zinātnieku, nelaiķi Žanu Luiju Mariju Puazeju (izrunā: pva-zoo-ju).
1 puāzs = 1 din·s/cm² = 10⁻¹ Ns / m²
