Viskozita

Z Multimediaexpo.cz

Viskozita (také vazkost) je fyzikální veličina, udávající poměr mezi tečným napětím a změnou rychlosti v závislosti na vzdálenosti mezi sousedními vrstvami při proudění skutečné kapaliny. Viskozita je veličina charakterizující vnitřní tření a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi. Kapaliny s větší přitažlivou silou mají větší viskozitu, větší viskozita znamená větší brždění pohybu kapaliny nebo těles v kapalině. Pro ideální kapalinu má viskozita nulovou hodnotu. Kapaliny s nenulovou viskozitou se označují jako viskozní (vazké).

Obsah

Značení

  • Symbol dynamické viskozity: η
  • Základní jednotka SI: newton sekunda na metr čtvereční, značka jednotky: Nsm-2, ekvivalentně též Pascal . sekunda, jednotka Pa.s

Výpočet

Vnitřní tření závislé na gradientu rychlosti vztahem

\(\tau = \eta\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}y}\),

kde \(\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}y}\) označuje gradient (růst) rychlosti ve směru kolmém na rychlost, \(\tau\) je tečné napětí a \(\eta\) se nazývá součinitel viskozity (vnitřního tření) nebo dynamická viskozita (vazkost). Převrácená hodnota dynamické viskozity se nazývá tekutost

\(\varphi = \frac{1}{\eta}\)

Podíl dynamické viskozity a hustoty kapaliny se označuje jako součinitel kinematické viskozity nebo kinematická viskozita (vazkost)

\(\nu = \frac{\eta}{\rho}\)

Uvedený vztah pro dynamickou viskozitu pochází od Newtona a platí pro velkou většinu kapalin (i plynů). Takové tekutiny se nazývají newtonské tekutiny. Dynamická viskozita u nich nezávisí na gradientu rychlosti. Existují však také anomální tekutiny, u nichž je viskozita na gradientu rychlosti závislá. Takové kapaliny se nazývají nenewtonské.

Viskozita plynů

U plynů lze viskozitu považovat za nezávislou na tlaku plynu (s výjimkou velmi nízkých a velmi vysokých tlaků). Viskozita plynů stoupá s rostoucí teplotou, čímž se odlišuje od viskozity kapalin, u nichž viskozita s rostoucí teplotou klesá. Pro popis závislosti dynamické viskozity plynů na teplotě lze použít tzv. Sutherlandův vzorec

\(\eta = A\frac{\sqrt{T}}{1+\frac{C}{T}}\),

kde \(T\) je absolutní teplota a \(A, C\) jsou látkové konstanty.

Vlastnosti

Viskozita klesá s rostoucí teplotou a roste s rostoucím tlakem. Vliv tlaku je však obvykle zanedbatelný.

Přehled hodnot dynamických viskozit pro různé kapaliny (při 20°C)

Látka Viskozita
voda 0,001 Nsm-2
benzín 0,00053 Nsm-2
etanol (líh) 0,0012 Nsm-2
glycerín 1,48 Nsm-2
olej 0,00149 Nsm-2

Kinematická viskozita kapalin při 18°C

Látka Kinematická viskozita υ (m2/s)
voda 1,06.10-6
benzen 7,65.10-6
benzín 7,65.10-7
glycerín 1,314.10-3
chloroform 3,89.10-6
nitrobenzen 1,72.10-5
topný olej 5,2.10-5
motorový olej 9,4.10-5
rtuť 1,16.10-7
petrolej 2,06.10-6

Závislost hodnot kinematické viskozity vody na teplotě

Teplota ° υ (m2/s Teplota ° υ (m2/s
0 1,79.10-6 30 0,801.10-6
5 1,525.10-6 40 0,66.10-6
10 1,317.10-6 50 0,52.10-6
12 1,246.10-6 60 0,48.10-6
15 1,151.10-6 70 0,42.10-6
18 1,067.10-6 80 0,37.10-6
20 1,016.10-6 100 0,29.10-6

Závislost kinematické viskozity vody na teplotě lze vyjádřit vztahem:

\(\nu = \frac {1.79 \cdot {10^-6}}{1+0.0337 \cdot {T}+0.000221 \cdot {T^2}}\)

kde \(T\) je teplota vody ve °C

Související články

Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Viskozita“