ของไหล ทั้งของเหลวและก๊าซชนิดต่างๆ มีระดับความหนืดแตกต่างกัน ความหนืดเกิดจากแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลที่ประกอบเป็นของไหล ดังนั้น โมเลกุลเหล่านี้จึงก่อให้เกิดแรงเสียดทานเมื่อของไหลไหล ในของเหลว ความหนืดเกิดจากแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล (แรงดึงระหว่างโมเลกุลที่เหมือนกัน) ในขณะที่ในก๊าซ ความหนืดเกิดจากการชนกันระหว่างโมเลกุล
ของเหลวที่มีความหนืดต่ำจะไหลได้ง่ายกว่า เช่น น้ำ ในทางกลับกัน ของเหลวที่มีความหนืดสูงจะไหลได้ยากกว่า เช่น น้ำมันหล่อลื่น คุณสามารถพิสูจน์ได้โดยการเทน้ำและน้ำมันหล่อลื่นลงบนพื้นผิวเอียง น้ำจะไหลเร็วกว่าน้ำมัน ระดับความหนืดของของเหลวยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย ยิ่งอุณหภูมิสูง ของเหลวก็จะยิ่งมีความหนืดน้อยลง ตัวอย่างเช่น เมื่อแม่ทอดปลาในครัว น้ำมันปรุงอาหารที่ตอนแรกจะข้นขึ้น จะกลายเป็นของเหลวมากขึ้นเมื่อได้รับความร้อน ในทางกลับกัน ยิ่งอุณหภูมิสูง ก๊าซก็จะยิ่งมีความหนืดมากขึ้น
สัมประสิทธิ์ความหนืด
สัญลักษณ์ η แทนค่าความหนืดของของเหลว (อ่านว่า: เอตา) η = สัมประสิทธิ์ความหนืด ดังนั้น ระดับความหนืดของของเหลวจึงแสดงได้ด้วยสัมประสิทธิ์ความหนืดของของเหลวนั้น
มีชั้นของเหลวบางๆ วางอยู่ระหว่างแผ่นโลหะ 2 แผ่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล (Cohesion) คือแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่เหมือนกัน ในขณะที่แรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุลต่างชนิด (Adhesion) คือแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่แตกต่างกัน แรงยึดเกาะระหว่างโมเลกุลต่างชนิดเกิดขึ้นระหว่างแผ่นโลหะและชั้นของเหลวที่ติดอยู่กับแผ่นโลหะ (โมเลกุลของของเหลวและโมเลกุลของแผ่นโลหะดึงดูดซึ่งกันและกัน) ในขณะเดียวกัน แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเกิดขึ้นระหว่างเยื่อของเหลว (โมเลกุลของของเหลวดึงดูดซึ่งกันและกัน)
ในตอนแรก แผ่นและชั้นของเหลวอยู่นิ่ง (ภาพที่ 1) จากนั้น แผ่นด้านบนถูกดึงไปทางขวา (ภาพที่ 2) แผ่นด้านล่างไม่ถูกดึง (แผ่นด้านล่างอยู่นิ่ง) ขนาดของแรงดึงถูกจัดเรียงเพื่อให้แผ่นด้านบนเคลื่อนที่ไปทางขวาด้วยความเร็วคงที่ (v คงที่) เนื่องจากมีแรงยึดเกาะระหว่างขอบของแผ่นกับส่วนของของเหลวที่ติดอยู่กับแผ่น ของเหลวที่อยู่ใต้แผ่นจึงเคลื่อนที่ไปทางขวาด้วย และเนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลว ของเหลวที่เคลื่อนที่ไปทางขวาจึงดึงของเหลวที่อยู่ด้านล่างด้วย
ของเหลวส่วนที่อยู่ด้านบนจะดึงของเหลวส่วนที่อยู่ด้านล่างให้เคลื่อนไปทางขวา
ในขณะที่ส่วนของของเหลวที่อยู่ด้านล่างจะยึดของเหลวที่อยู่ด้านบนไว้ ดังนั้นอัตราการไหลของของเหลวจึงแปรผัน ส่วนของของเหลวที่อยู่ด้านบนจะเคลื่อนที่ด้วยอัตรา (v) ที่มากกว่า ของเหลวที่อยู่ด้านล่างจะเคลื่อนที่ด้วยอัตรา (v) ที่น้อยกว่า และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ดังนั้นยิ่งต่ำลงไป อัตรา (v) ก็จะยิ่งน้อยลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเร็วของชั้นของเหลวจะเปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอจากบนลงล่างจนถึงระยะ l
การเปลี่ยนแปลงความเร็วของชั้นของเหลว (v) หารด้วยระยะทางของการเปลี่ยนแปลง (l) = v / l v/l เรียกว่า ความชันของความเร็ว แผ่นที่อยู่ด้านบนสามารถเคลื่อนที่ได้เนื่องจากมีแรงดึง (F) สำหรับของเหลวบางชนิด ปริมาณแรงดึงดูดที่ต้องการจะแปรผันตรงกับพื้นที่ของของเหลวที่ติดกับแผ่น (A) อัตราการไหลของของเหลว (v) และแปรผันผกผันกับระยะทาง l ในทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนได้ดังนี้:
ก่อนหน้านี้ได้อธิบายไปแล้วว่าของเหลวที่บางกว่ามักจะไหลได้ง่ายกว่า ในขณะที่ของเหลวที่หนากว่าจะไหลได้ยากกว่า ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดแสดงถึงระดับความหนืดของของเหลว หากของเหลวหนาขึ้น แรงดึงที่ต้องการก็จะมากขึ้นด้วย ในกรณีนี้ แรงดึงจะแปรผันตรงกับค่าสัมประสิทธิ์ความหนืด สามารถเขียนทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้:
η = สัมประสิทธิ์ความหนืด, F = แรง, l = ระยะทาง, A = พื้นที่ผิว, v = ความเร็ว, ∝ = การเปรียบเทียบ
หน่วยระบบสากล (SI) สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดคือ Ns/m2 = Pa.s (ปาสคาลวินาที) หน่วย CGS (เซนติเมตรกรัมวินาที) สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดคือ dyn.s/cm2 = หน่วยพอยส์ (P) ความหนืดมักแสดงในหน่วยเซนติพอยส์ (cP) ด้วยเช่นกัน 1 cP = 1/100 P หน่วยพอยส์นี้ตั้งขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ ฌอง หลุยส์ มารี ปัวซูย (อ่านว่า: ปัว-ซู-ย)
1 พอยส์ = 1 ไดนาโมวินาที/ซม.2 = 10-1 เอ็นเอส/ม.2
