Viskositeit

Die woord "viskositeit" is afgelei van die Latynse woord viscum wat verwys na 'n spesifieke parasitiese plant viscum album (voëlent). 'n Stroperige gom is van die bessies van die plant vervaardig.[2]

Wanneer 'n mate van viskositeit aangedui word is dit gebruiklik om 'n koëffisiënt van viskositeit aan te haal. Daar is verskeie viskositeitskoëffisiënte afhangende van die aard van die spanning wat toegepas word en die aard van die vloeistof. Hierdie koëffisiënte word in die meeste leidende boeke oor hidrodinamika[3][4] en reologie[5] bespreek.

• Dinamiese viskositeit (ook absolute viskositeit) bepaal die dinamika van 'n onsaampersbare Newtoniese vloeier. Die simbool ${\displaystyle {\mu }}$ word daarvoor gebruik en die eenhede is Pa·s = N·s/m² = kg/(m·s).
• Kinematiese viskositeit is die dinamiese viskositeit gedeel deur die digtheid van 'n Newtoniese vloeier. Die simbool ${\displaystyle {\nu }}$ word daarvoor gebruik en die eenhede is m²/s.
• Volumeviskositeit bepaal die dinamika van 'n saampersbare Newtoniese vloeier;
• Spanningsviskositeit is die viskositeitskoëffisiënt as 'n skuifspanning op 'n vloeier toegepas word (ook geldig vir nie-Newtoniese vloeiers);
• Rekviskositeit is die viskositeitskoëffisiënt as 'n rekspanning op die vloeier uitgeoefen word (ook geldig vir nie-Newtoniese vloeiers).

Spanningsviskositeit en dinamiese viskositeit is meer bekend as die ander soorte. Daar word daarom dikwels bloot na hulle verwys as viskositeit. Eenvoudig gestel is hierdie grootheid die verhouding tussen die toegepaste druk op die vloeieroppervlak in die laterale of horisontale rigting, en die verandering in snelheid van die vloeier namate mens met die vloeier afbeweeg (ook bekend as 'n snelheidsgradiënt). By kamertemperatuur het water 'n nominale viskositeit van 1,0 × 10^-3 Pa∙s, en motorolie 'n nominale skynbare viskositeit van 250 × 10^-3 Pa∙s.[6]

Rekviskositeit word algemeen gebruik vir karakterisering van polimere.

Volumeviskositeit is belangrik vir akoestiek in vloeiers, kyk Stokes se wet[7]

1 cP = 1 mPa·s = 0.001 Pa·s = 0.001 N·s/m² = 0.001 kg/(m.s).

Die standaard eenhede vir viskositeit is Pa.s, N.s/m² of kg/(m.s)

Water se viskositeit is 1 cP (centipoise) by 21 °C

${\displaystyle {\text{Pa}}\cdot {\text{s}}={\frac {\text{N}}{{\text{m}}^{2}}}\cdot {\text{s}}={\frac {{\text{N}}\cdot {\text{s}}}{{\text{m}}^{2}}}}$

${\displaystyle {\frac {{\text{N}}\cdot {\text{s}}}{{\text{m}}^{2}}}={\frac {{\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}}{{\text{s}}^{2}}}\cdot {\text{s}}}{{\text{m}}^{2}}}={\frac {\text{kg}}{{\text{m}}\cdot {\text{s}}}}}$

Algemeen gesproke sal die lae by enige vloeibeweging teen verskillende snelhede beweeg en sal 'n vloeistof se viskositeit die gevolg wees van die spanning tussen die lae wat weerstand bied teen die toegepaste krag.

Isaac Newton se postulaat het bepaal dat vir reguit parallelle en uniforme vloei, die skuifspanning τ tussen lae eweredig sal wees aan die snelheidsgradiënt, ∂u/∂y, in die rigting loodreg tot dié lae.

${\displaystyle \tau =\mu {\frac {\partial u}{\partial y}}}$.

Die konstante ${\displaystyle \mu }$ hier staan bekend as die viskositeitskoëffisiënt, of as bloot die viskositeit, of as dinamiese viskositeit of as die Newtoniese viskositeit. Baie vloeiers soos water en die meeste gasse voldoen aan Newton se kriteria en staan bekend as Newtoniese vloeiers. Nie-Newtoniese vloeiers vertoon 'n ingewikkelder, nie-lineêre verwantskap tussen die skuifspanning en die snelheidsgradiënt.