Viskoznost

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Viskoznost (unutarnje trenje) je osobina tekućina (kapljevina) i plinova pružati otpor međusobnom kretanju njihovih slojeva.

Jače viskozna tvar djeluje ljepljivo i teško se prelijeva. Ulje ima veću viskoznost od vode, ali je manje gustoće i pliva na vodi. Grijanjem ulje znatno gubi na viskoznosti, dok se viskoznost vode smanjuje manje pri zagrijavanju. Viskoznost tvari opisuje koeficijent viskoznosti η i mjeri se u paskal-sekundama (Pa · s).

Definicija viskoznosti:

Ako se sjetimo valova u moru, onda znamo da su najintenzivniji na površini a s porastom dubine skoro pa nestaju. To je zbog vjetra koji površinu vode pomiče, većom brzinom na površini koja postupno opada s porastom dubine vode.

Zamislimo si dvije ploče površine A, između kojih se nalazi fluid (debline y) koji se zbog adhezivnih sila i trenja "lijepi" za površine ploča. Fluid između ploča možemo podijeliti u više slojeva. Ako jednu od ploča P1 krenemo pomicati brzinom v u smjeru x, tada će se sloj fluida najbliži ploči također pomicati brzinom v u smjeru x. Zbog kohezivnih sila unutar fluida je za očekivati da će se i daljni slojevi početi pomicat, ali sa smanjenjem brzine proporcionalno udaljenošću od pokretne ploče. Smanjenje brzine uzrokuje trenje u fluidu.

Možemo zaključiti da je sila F potrebna za pomicanje ploče P1 proporcionalna sa njenom površinom A( veća površina = potrebna veća sila za pomicanje zbog veće količine tekućine koja se miče u skladu sa pločom), proporcionalna je sa brzinom v i obrnuto proporcionalna udaljenosti među pločama y ( y = više slojeva fluida = potrebna veća sila za pomicanje svih slojeva).

F\approx A i F\approx {v} i F\approx \frac{1}{y} .

iz čega proizlazi da je:

F \approx \frac{Av}{y}.

i završna jednadžba je:

F= \eta \frac{Av}{y}.

gdje η predstavlja koeficijent viskoznosti.

Neke tvari i njihov koeficijent viskoznosti η:

Fluid voda (20°C) voda (100°C) etanol (20°C) krv (37°C) mot. ulje SAE30 (0°C) mot. ulje SAE30 (20°C) benzin (20°C) zrak (20°C) zrak (70°C) vodik (20°C)
η 1 0,28 0,11 4 110 30 0,29 0,018 0,0195 0,0009

Viskoznost motornih ulja označava se posebnom SAE skalom američke udruge automobilskih inženjera. Veći broj oznake označuje veću viskoznost. U motorima automobila se zato zimi preporučuje uporaba ulja SAE 10 zimi, a SAE 30 ljeti. U mjenjaču automobila koristi se SAE 90.

Tvari vrlo velike viskoznosti na prijelazu su između amorfnih čvrstih tijela i tekućina. U većini tekućina viskoznost se smanjuje zagrijavanjem. U preradi plastičnih masa, gume ili polimera susreću se "nenjutnovske" tekućine (eng. Non-Newtonian fluids) kojima je osobina povećavanje viskoznosti zagrijavanjem.