Fluidele, atât lichidele, cât și gazele, au grade diferite de vâscozitate. Vâscozitatea este, în esență, forța de frecare dintre moleculele care alcătuiesc un fluid. Moleculele care alcătuiesc un fluid se freacă unele de altele pe măsură ce acesta curge. În lichide, vâscozitatea este cauzată de coeziune (atracția dintre molecule similare). În gaze, vâscozitatea este cauzată de coliziunile dintre molecule.
Fluidele lichide curg de obicei mai ușor, de exemplu apa. În schimb, fluidele mai groase curg mai greu, de exemplu uleiul de gătit, uleiul, mierea etc. Puteți demonstra acest lucru turnând apă și ulei de gătit pe o podea înclinată. Apa va curge cu siguranță mai repede decât uleiul de gătit sau uleiul. Vâscozitatea unui fluid depinde și de temperatură. Cu cât temperatura unui lichid este mai mare, cu atât lichidul este mai puțin vâscos. De exemplu, când o mamă prăjește pește în bucătărie, uleiul de gătit inițial gros devine mai lichid atunci când este încălzit. În schimb, cu cât temperatura unui gaz este mai mare, cu atât gazul devine mai vâscos.
Coeficient de vâscozitate
Vâscozitatea fluidului este simbolizată prin simbolul η (citește: eta). η = coeficientul de vâscozitate. Deci, nivelul de vâscozitate al unui fluid este exprimat prin coeficientul de vâscozitate al fluidului.
Un strat subțire de fluid este plasat între două plăci. Coeziunea este forța atractivă dintre moleculele de același tip, în timp ce aderența este forța atractivă dintre moleculele de tipuri diferite. Forța adezivă acționează între placă și stratul de fluid atașat de placă (moleculele de fluid și moleculele plăcii se atrag reciproc). Forța de coeziune acționează între straturile de fluid (moleculele de fluid se atrag reciproc).
Inițial, placa și stratul de fluid sunt staționare (figura 1). După aceea, placa de sus este trasă spre dreapta (figura 2). Placa de jos nu este trasă (placa de jos este staționară). Mărimea forței de tracțiune este ajustată astfel încât placa de sus să se deplaseze spre dreapta cu o viteză constantă (v este constant). Deoarece există o forță adezivă care acționează între marginea plăcii și partea de fluid atașată de placă, fluidul de sub placă se deplasează și el spre dreapta. Deoarece există o forță de coeziune între moleculele de fluid, fluidul care s-a deplasat spre dreapta a atras fluidul de dedesubt.
Partea fluidă de sus trage fluidul de jos pentru a-l deplasa spre dreapta, invers, partea fluidă de jos reține fluidul de sus, astfel încât viteza fluidului variază. Partea fluidă de sus se mișcă cu o viteză mai mare (v), fluidul de jos se mișcă cu un v mai mic și așa mai departe. Deci, cu cât v este mai mic, cu atât este mai mic. Cu alte cuvinte, viteza stratului de fluid se schimbă regulat de sus în jos până la l.
Schimbarea vitezei stratului de fluid (v) împărțită la distanța pe care are loc schimbarea (l) = v/l. V/l este cunoscut sub numele de gradient de viteză. Placa de deasupra se poate mișca din cauza forței de tracțiune (F). Pentru un anumit fluid, magnitudinea forței de tracțiune necesară este direct proporțională cu aria fluidului atașată plăcii (A), viteza fluidului (v) și invers proporțională cu distanța l. Matematic, aceasta poate fi scrisă după cum urmează:
Formula coeficientului de vâscozitate
Anterior, s-a explicat că fluidele mai subțiri curg de obicei mai ușor, în timp ce fluidele mai groase curg mai greu. Vâscozitatea unui fluid este exprimată prin coeficientul său de vâscozitate. Cu cât fluidul este mai gros, cu atât forța de tracțiune necesară este mai mare. În acest caz, forța de tracțiune este direct proporțională cu coeficientul de vâscozitate. Matematic, aceasta poate fi scrisă după cum urmează:
Informație :
η = Coeficientul de vâscozitate
F = Forță
l = Distanță
A = Suprafață
v = Viteză
∝ = comparabil
Sistemul Internațional de Unități (SI) pentru coeficientul de vâscozitate este Ns/m2 = Pa.s (pascal secundă). Unitatea CGS (centimetru 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 de poise este folosită în memoria omului de știință francez, regretatul Jean Louis Marie Poiseuille (pronunțat: pwa-zu-yuh).
1 poise = 1 dyn·s/cm2 = 10-1 Ns / m2
