Fluidele, atât substanțele lichide, cât și cele gazoase de diferite tipuri, au niveluri diferite de vâscozitate. Vâscozitatea este o frecare între moleculele care alcătuiesc un fluid. Așadar, moleculele formează frecare între fluid atunci când fluidul curge. În lichide, vâscozitatea este cauzată de forțele de coeziune (forțele de tracțiune dintre molecule similare). În timp ce în substanțele gazoase, vâscozitatea este cauzată de coliziunile dintre molecule.
Fluidul lichid, de exemplu, apa, curge mai ușor. În schimb, fluidul gros, de exemplu, lubrifiantul, curge mai greu. Puteți demonstra acest lucru turnând apă și lubrifiant pe o suprafață înclinată. Apa curge mai repede decât uleiul. Nivelul de vâscozitate al fluidului depinde și de temperatură. Cu cât temperatura lichidului este mai mare, cu atât lichidul este mai puțin vâscos. De exemplu, când o mamă prăjește pește în bucătărie, uleiul de gătit care inițial se îngroașă devine mai lichid atunci când este încălzit. În schimb, cu cât temperatura unei substanțe gazoase este mai mare, cu atât substanța gazoasă este mai groasă.
Coeficientul de vâscozitate
Simbolul η simbolizează vâscozitatea fluidului (citește: eta). η = coeficientul de vâscozitate. Deci, nivelul de vâscozitate al lichidului este exprimat prin coeficientul de vâscozitate al fluidului.
Un strat subțire de fluid este plasat între 2 plăci. Coeziunea este o forță atractivă între molecule similare, în timp ce aderența este o forță de atracție între molecule diferite. Forțele de aderență acționează între placă și stratul de fluid atașat de placă (moleculele de fluid și moleculele plăcii se atrag reciproc). Între timp, forțele de coeziune acționează între membranele lichide (lichidul se atrage reciproc).
La început, placa și stratul de fluid sunt în repaus (figura 1). Ulterior, placa de sus este trasă spre dreapta (figura 2). Plăcile de jos nu sunt trase (placa de jos este în repaus). Mărimea forței de tracțiune este aranjată astfel încât placa de sus să se deplaseze spre dreapta cu o viteză constantă (v constant). Deoarece există o forță de aderență care acționează între marginea plăcii și partea de fluid atașată de placă, fluidul de sub placă se deplasează, de asemenea, spre dreapta. Deoarece există o forță de coeziune între moleculele de fluid, fluidul care se mișcă spre dreapta trage fluidul de jos.
Partea de fluid care este deasupra trage fluidul de jos pentru a-l deplasa spre dreapta,
întrucât partea de fluid de jos menține fluidul de deasupra, deci viteza fluidului variază. Partea de fluid care se află deasupra se mișcă cu o viteză (v) mai mare, fluidul de jos se mișcă cu un v mai mic și așa mai departe. Deci, cu cât v este mai jos, cu atât este mai mic. Cu alte cuvinte, viteza stratului de fluid se schimbă regulat de sus în jos până la l.
Modificările vitezei stratului de fluid (v) împărțite la distanța la care se produce schimbarea (l) = v / l. V/l este cunoscut sub numele de gradient de viteză. Plăcile aflate deasupra se pot mișca datorită existenței unei forțe de tracțiune (F). Pentru anumite fluide, cantitatea de atracție necesară este direct proporțională cu aria fluidului atașat de placă (A), viteza fluidului (v) și invers proporțională cu distanța l. Matematic, se poate scrie astfel:
Anterior, s-a explicat că un fluid mai subțire este de obicei mai ușor de curs, în timp ce un fluid mai gros este mai dificil de curs. Coeficientul de vâscozitate exprimă nivelul de vâscozitate al fluidului. Dacă fluidul este mai gros, forța de tracțiune necesară este, de asemenea, mai mare. În acest caz, forța de tracțiune este direct proporțională cu coeficientul de vâscozitate. Matematic, se poate scrie după cum urmează:
η = coeficientul de vâscozitate, F = forță, l = distanță, A = suprafață, v = viteză, ∝ = comparație
Unitatea de măsură a coeficientului de vâscozitate în Sistemul Internațional (SI) este Ns/m² = Pa.s (pascal secundă). Unitatea CGS (centimetri gram secundă) pentru coeficientul de vâscozitate este dyn.s/cm² = poise (P). Vâscozitatea este adesea exprimată și în centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Unitatea poise este folosită în onoarea unui om de știință francez, Jean Louis Marie Poiseuille (citiți: pwa-zu-yuh).
1 poise = 1 dyn. s/cm² = 10⁻¹ Ns / m²
