Os fluidos, tanto líquidos quanto gasosos, possuem diferentes graus de viscosidade. A viscosidade é essencialmente a força de atrito entre as moléculas que compõem um fluido. As moléculas que compõem um fluido friccionam-se umas contra as outras à medida que ele flui. Nos líquidos, a viscosidade é causada pela coesão (a atração entre moléculas semelhantes). Nos gases, a viscosidade é causada pelas colisões entre as moléculas.
Os fluidos líquidos geralmente fluem com mais facilidade, como a água. Por outro lado, fluidos mais viscosos são mais difíceis de fluir, como óleo de cozinha, mel, etc. Você pode comprovar isso derramando água e óleo de cozinha em um piso inclinado. A água certamente fluirá mais rápido do que o óleo de cozinha ou o mel. A viscosidade de um fluido também depende da temperatura. Quanto maior a temperatura de um líquido, menos viscoso ele se torna. Por exemplo, quando uma mãe frita peixe na cozinha, o óleo de cozinha, inicialmente viscoso, torna-se mais líquido ao ser aquecido. Por outro lado, quanto maior a temperatura de um gás, mais viscoso ele se torna.
Coeficiente de viscosidade
A viscosidade de um fluido é simbolizada pelo símbolo η (lê-se: eta). η = coeficiente de viscosidade. Portanto, o nível de viscosidade de um fluido é expresso pelo seu coeficiente de viscosidade.
Uma fina camada de fluido é colocada entre duas placas. A coesão é a força de atração entre moléculas do mesmo tipo, enquanto a adesão é a força de atração entre moléculas de tipos diferentes. A força de adesão atua entre a placa e a camada de fluido aderida à placa (as moléculas do fluido e as moléculas da placa se atraem). A força de coesão atua entre as camadas de fluido (as moléculas do fluido se atraem).
Inicialmente, a placa e a camada de fluido estão estacionárias (figura 1). Em seguida, a placa superior é puxada para a direita (figura 2). A placa inferior não é puxada (a placa inferior permanece estacionária). A magnitude da força de tração é ajustada de modo que a placa superior se desloque para a direita a uma velocidade constante (v é constante). Como existe uma força de adesão atuando entre a borda da placa e a parte do fluido aderida à placa, o fluido abaixo da placa também se desloca para a direita. Devido à força de coesão entre as moléculas do fluido, o fluido que se deslocou para a direita atrai o fluido abaixo.
A parte fluida que está na parte superior puxa a parte fluida que está na parte inferior, deslocando-a para a direita. Inversamente, a parte fluida que está na parte inferior retém a parte fluida que está na parte superior, fazendo com que a velocidade do fluido varie. A parte fluida que está na parte superior move-se a uma velocidade maior (v), a parte fluida que está na parte inferior move-se a uma velocidade menor (v), e assim por diante. Portanto, quanto menor o valor de v, menor o fluido. Em outras palavras, a velocidade da camada fluida varia regularmente de cima para baixo ao longo de um intervalo de l.
A variação na velocidade da camada de fluido (v) dividida pela distância percorrida pela variação (l) é igual a v/l. V/l é conhecido como gradiente de velocidade. A placa superior pode se mover devido à força de tração (F). Para um fluido específico, a magnitude da força de tração necessária é diretamente proporcional à área do fluido aderida à placa (A), à velocidade do fluido (v) e inversamente proporcional à distância l. Matematicamente, isso pode ser escrito da seguinte forma:
Fórmula do coeficiente de viscosidade
Anteriormente, foi explicado que fluidos mais finos geralmente fluem com mais facilidade, enquanto fluidos mais viscosos têm mais dificuldade para fluir. A viscosidade de um fluido é expressa pelo seu coeficiente de viscosidade. Quanto mais viscoso o fluido, maior a força de tração necessária. Nesse caso, a força de tração é diretamente proporcional ao coeficiente de viscosidade. Matematicamente, isso pode ser escrito da seguinte forma:
Em formação :
η = Coeficiente de viscosidade
F = Força
l = Distância
A = Área da superfície
v = Velocidade
∝ = proporcional
O Sistema Internacional de Unidades (SI) para o coeficiente de viscosidade é Ns/m² = Pa.s (pascal segundo). A unidade CGS (centímetro grama segundo) para o coeficiente de viscosidade é dyn.s/cm² = poise (P). A viscosidade também é frequentemente expressa em centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. A unidade poise é usada em memória do cientista francês Jean Louis Marie Poiseuille (pronuncia-se: pwa-zoo-yuh).
1 poise = 1 dyn . s/cm 2 = 10 -1 Ns/m 2
