Vätskor, både vätskor och gaser, har varierande grader av viskositet. Viskositet är i huvudsak friktionskraften mellan molekylerna som en vätska består av. Molekylerna som en vätska består av gnuggar mot varandra när den flyter. I vätskor orsakas viskositet av kohesion (attraktionen mellan liknande molekyler). I gaser orsakas viskositet av kollisioner mellan molekyler.
Flytande vätskor flyter vanligtvis lättare, till exempel vatten. Omvänt är tjockare vätskor svårare att flyta, till exempel matolja, olja, honung etc. Du kan bevisa detta genom att hälla vatten och matolja på ett sluttande golv. Vatten kommer definitivt att rinna snabbare än matolja eller olja. Viskositeten hos en vätska beror också på temperaturen. Ju högre temperaturen på en vätska är, desto mindre viskös är vätskan. Till exempel, när en mamma steker fisk i köket, blir den initialt tjocka matoljan mer flytande när den värms upp. Omvänt, ju högre temperaturen på en gas är, desto mer viskös blir gasen.
Viskositetskoefficient
Vätskeviskositet symboliseras med symbolen η (läs: eta). η = viskositetskoefficient. Så viskositetsnivån för en vätska uttrycks av vätskans viskositetskoefficient.
Ett tunt lager vätska placeras mellan två plattor. Kohesion är den attraktionskraft som uppstår mellan molekyler av samma typ, medan adhesion är den attraktionskraft som uppstår mellan molekyler av olika typer. Adhesionskraften verkar mellan plattan och det vätskelager som är fäst vid plattan (vätskemolekylerna och plattmolekylerna attraherar varandra). Kohesionskraften verkar mellan vätskelagren (vätskemolekylerna attraherar varandra).
Inledningsvis är plattan och vätskelagret stationära (figur 1). Därefter dras plattan ovanpå åt höger (figur 2). Plattan på botten dras inte (bottenplattan är stationär). Dragkraftens storlek justeras så att plattan på toppen förskjuts åt höger med konstant hastighet (v är konstant). Eftersom det finns en vidhäftningskraft som verkar mellan plattans kant och den del av vätskan som är fäst vid plattan, förskjuts även vätskan under plattan åt höger. Eftersom det finns en kohesiv kraft mellan vätskemolekylerna, attraherade vätskan som förskjutits åt höger vätskan nedanför.
Den vätskedel som är överst drar vätskan som är på botten för att förskjutas åt höger, omvänt håller den vätskedel som är på botten vätskan som är på toppen, så vätskehastigheten varierar. Den vätskedel som är på toppen rör sig med en högre hastighet (v), den vätska som är på botten rör sig med ett mindre v, och så vidare. Så ju lägre v, desto mindre är det. Med andra ord, vätskelagrets hastighet ändras regelbundet från topp till botten upp till l.
Förändringen i vätskeskiktets hastighet (v) dividerad med avståndet över vilket förändringen sker (l) = v/l. V/l är känd som hastighetsgradienten. Plattan ovanpå kan röra sig på grund av dragkraften (F). För en viss vätska är storleken på den erforderliga dragkraften direkt proportionell mot arean av vätskan som är fäst vid plattan (A), vätskans hastighet (v) och omvänt proportionell mot avståndet l. Matematiskt kan det skrivas enligt följande:
Formel för viskositetskoefficient
Tidigare förklarades det att tunnare vätskor vanligtvis flyter lättare, medan tjockare vätskor har svårare att flyta. Viskositeten hos en vätska uttrycks med dess viskositetskoefficient. Ju tjockare vätskan är, desto större dragkraft krävs. I detta fall är dragkraften direkt proportionell mot viskositetskoefficienten. Matematiskt kan detta skrivas enligt följande:
Sammanfattning:
η = Viskositetskoefficient
F = Kraft
l = Avstånd
A = Ytarea
v = Hastighet
∝ = proportionell
Det internationella enhetssystemet (SI) för viskositetskoefficienten är Ns/m² = Pa.s (pascalsekund). CGS-enheten (centimeter gramsekund) för viskositetskoefficienten är dyn.s/cm² = poise (P). Viskositet uttrycks också ofta i centipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Poise-enheten används till minne av den franske vetenskapsmannen, den framlidne Jean Louis Marie Poiseuille (uttalas: pwa-zoo-yuh).
1 poise = 1 dyn.s/cm² = 10⁻¹ Ns / m²
