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La viscosità di un fluido si riferisce alla facilità con cui si muove sotto stress. Un fluido altamente viscoso si sposterà meno facilmente di un fluido a bassa viscosità. Il termine fluido si riferisce a liquidi e gas che hanno entrambi viscosità. La previsione e la misurazione accurate del comportamento di un fluido in movimento sono essenziali nella progettazione di impianti e apparecchi industriali efficienti.
Definizione tecnica
Un fluido in movimento aderisce alla superficie della nave attraverso la quale scorre. Ciò significa che la velocità di un fluido deve essere zero sulla parete del tubo o del contenitore. La velocità del fluido aumenta lontano dalla superficie del vaso, quindi un fluido si sposta effettivamente attraverso un vaso a strati. La deformazione di questo fluido si chiama taglio: un fluido viene tranciato quando passa su una superficie solida. La resistenza a questo taglio dall'interno del fluido si chiama viscosità.
Causa di viscosità
La viscosità è causata dall'attrito all'interno di un fluido. È il risultato di forze intermolecolari tra particelle all'interno di un fluido. Queste forze intermolecolari resistono al movimento di taglio del fluido e la viscosità di un fluido è direttamente proporzionale alla forza di queste forze. Poiché un liquido è più ordinato di un gas, ne consegue che la viscosità di qualsiasi liquido deve essere considerevolmente più alta della viscosità di qualsiasi gas.
Coefficiente di viscosità
Ogni fluido ha una sua viscosità specifica e la misura di questo è chiamata Coefficiente di Viscosità, indicata dalla lettera greca mu. Il coefficiente è direttamente proporzionale alla quantità di sollecitazione richiesta per tagliare un fluido. Un fluido viscoso richiede molto stress o pressione per muoversi; questo è ragionevole, poiché un fluido denso deforma meno facilmente un fluido sottile. La differenza di velocità di un fluido tra il bordo di contatto (dove è zero) e il centro è un'altra misura della viscosità. Questo gradiente di velocità è piccolo per i fluidi viscosi, il che significa che la velocità non è molto maggiore al centro rispetto al suo bordo.
Il calore influisce sulla viscosità
Poiché la viscosità è dovuta all'interazione intermolecolare, anche questa proprietà è influenzata dal calore, dato che il calore è il risultato dell'energia cinetica delle molecole in un fluido. Tuttavia, il calore ha un effetto molto diverso su liquidi e gas. Il riscaldamento di un liquido provoca una maggiore separazione delle sue molecole, il che significa che le forze tra queste sono indebolite. Di conseguenza la viscosità di un liquido diminuisce quando viene riscaldato. Il riscaldamento di un gas provoca il contrario. Le molecole di gas che si muovono più rapidamente si scontreranno più spesso, portando ad un aumento della viscosità.