La viscositat és una propietat física important que descriu la resistència que ofereix un fluid al flux. La viscositat dinàmica (o simplement la viscositat) es defineix com la relació entre l'esforç tallant i la velocitat de deformació d'un fluid.
En els fluids ideals, també coneguts com a fluids perfectes, es considera que la viscositat és zero. Això significa que no hi ha resistència interna a la deformació i el fluid flueix sense fricció. Aquesta suposició és útil per simplificar els càlculs matemàtics en alguns casos, però en realitat, cap fluid és completament ideal.
Unitats de mesura de la viscositat
La viscositat es mesura en unitats com el Pascals segon (Pa·s) o el centipoise (cP), i es pot determinar mitjançant diferents tècniques, com ara la viscosimetria capil·lar o la rotació d'un cilindre en un bany de fluid.
El mesurament de la viscositat és essencial en molts camps, des de l'enginyeria fins a la medicina, i es pot fer mitjançant diferents tècniques, com la viscosimetria capil·lar o la rotació d'un cilindre en un bany de fluid.
Aquesta propietat física també es pot calcular utilitzant la llei de Stokes, que estableix que la força de fricció sobre una esfera a un fluid està relacionada amb la velocitat de caiguda de l'esfera.
Alguns fluids, com els fluids no newtonians, poden presentar un comportament de viscositat no lineal i poden ser més difícils de mesurar i comprendre.
Tipus de viscositat
Hi ha diversos tipus de viscositat que s'utilitzen en diferents contextos. Aquí hi ha una descripció general dels tipus més comuns:
-
Viscositat absoluta: també coneguda com a viscositat dinàmica, mesura la resistència d'un fluid a un esforç tallant aplicat.
-
Viscositat cinemàtica: és una mesura que té en compte la densitat del fluid. Es calcula dividint la viscositat absoluta del fluid per la densitat.
-
Viscositat aparent o de tall: és una mesura que s'observa al comportament del fluid quan es mou a través d'una canonada o conducte.
-
Viscositat plàstica: és una mesura de la viscositat que s'aplica als fluids no newtonians. Aquests fluids no segueixen la llei de viscositat de Newton i el seu valor varia segons la força aplicada.
-
Viscositat de flux: és una mesura que es fa servir per descriure la resistència d'un fluid al flux. És una propietat dels fluids que varia amb la velocitat de flux i la temperatura.
De què depèn la viscositat?
La viscositat depèn de diversos factors com la temperatura, la pressió i el tipus de fluid i la seva composició molecular. En general, la viscositat disminueix en augmentar la temperatura o la pressió.
Els líquids viscosos són aquells que ofereixen una gran resistència al flux, com ara la mel o el xarop, mentre que els líquids menys viscosos, com l'aigua, flueixen més fàcilment.
A més, la viscositat pot canviar a mesura que un fluid es mou a través de les diferents capes del fluid, cosa que es coneix com a gradient de velocitat.
Importància de la viscositat
A la mecànica de fluids, la viscositat és un factor que té implicacions importants. Per exemple, la relació entre la viscositat i la força externa aplicada a un fluid és una propietat dels fluids que es fa servir en el disseny de sistemes de lubricació, motors i altres processos industrials. A més, la viscositat d'un fluid pot afectar-ne el comportament en fluir a través de canonades i conductes.
D'altra banda, la viscositat de l'aigua és una propietat ben coneguda, i s'utilitza en nombroses aplicacions, des de la hidrodinàmica fins a la climatologia.
