Viskoziteti

 

Simulimi i lëngjeve me viskozitete të

ndryshme. Lëngu në të majtë ka visko-

zitet më të vogël se lëngu në të djathtë

Viskoziteti i një rrjedhësi është një masë e rezistencës së tij ndaj shformimit me një shkallë të caktuar. Për lëngjet, korrespondon me konceptin informal të "trashësisë": për shembull, shurupi ka një viskozitet më të lartë se uji . Viskoziteti përcaktohet shkencërisht si një forcë e shumëzuar me një kohë të pjesëtuar me një sipërfaqe. Kështu njësitë e tij SI janë njuton-sekonda për metër katror, ose paskal-sekonda.

Viskoziteti përcakton forcën e brendshme të fërkimit midis shtresave ngjitur të rrjedhësit që janë në lëvizje relative. Për shembull, kur një rrjedhës viskoz futet përmes një tubi, ai rrjedh më shpejt pranë boshtit të tubit sesa pranë mureve të tij. Eksperimentet tregojnë se njëfarë stresi (siç është ndryshesa e shtypjes midis dy skajeve të tubit) nevojitet për të mbajtur rrjedhën. Kjo ndodh sepse kërkohet një forcë për të kapërcyer fërkimin midis shtresave të rrjedhësit të cilat janë në lëvizje relative. Për një tub me një shpejtësi konstante rrjedhje, forca e forcës kompensuese është e përpjesshme me viskozitetin e rrjedhësit.

Në përgjithësi, viskoziteti varet nga gjendja e një rrjedhësi, si temperatura, shtypja dhe shpejtësia e shformimit. Megjithatë, varësia nga disa nga këto veti është e papërfillshme në raste të caktuara. Për shembull, viskoziteti i një lëngu Njutonian nuk ndryshon ndjeshëm me shkallën e shformimit. Viskoziteti zero (pa rezistencë ndaj stresit prerës ) vërehet vetëm në temperatura shumë të ulëta në superrrjedhshmëria ; përndryshe, ligji i dytë i termodinamikës kërkon që të gjithë rrjedhësit të kenë viskozitet pozitiv. Një rrjedhës që ka viskozitet zero quhet ideal ose i padukshëm .

Substancat e zgjedhura

Vlerat e vëzhguara të viskozitetit ndryshojnë në disa rende madhësie, madje edhe për substancat e zakonshme (shih tabelën e rendit të madhësisë më poshtë). Për shembull, një zgjidhje 70% e saharozës (sheqerit) ka një viskozitet mbi 400 herë më shumë se uji dhe 26000 herë më shumë se ai i ajrit. Në mënyrë më dramatike, katrani është vlerësuar të ketë një viskozitet 230 miliardë herë më të lartë se uji.

Uji

Viskoziteti dinamik $\mu$ i ujit është rreth 0.89 mPa·s në temperaturën e dhomës (25 °C). Në funksion të temperaturës në kelvin, viskoziteti mund të vlerësohet duke përdorur ekuacionin gjysmë empirik Vogel-Fulcher-Tammann :

$\mu =Ae^{\frac {B}{T-C}}$

ku A = 0.02939 mPa·s, B = 507,88 K, dhe C = 149,3 K. Vlerat e përcaktuara eksperimentalisht të viskozitetit janë dhënë gjithashtu në tabelën e mëposhtme. Vlerat në 20 °C janë një referencë e dobishme: atje, viskoziteti dinamik është rreth 1 cP dhe viskoziteti kinematik është rreth 1 cSt.

Viskoziteti i ujit
në temperatura të ndryshme

Temperatura (°C)	Viskoziteti (mPa·s ose cP)
10	1,3059
20	1.0016
30	0,79722
50	0,54652
70	0,40355
90	0,31417

Ajri

Në kushte standarde atmosferike (25 °C dhe shtypje prej 1 bar), viskoziteti dinamik i ajrit është 18.5 μPa·s, afërsisht 50 herë më i vogël se viskoziteti i ujit në të njëjtën temperaturë. Përveç shtypjes shumë të lartë, viskoziteti i ajrit varet kryesisht nga temperatura. Midis shumë formulave të mundshme të përafërta për varësinë nga temperatura (shih Varësia nga temperatura e viskozitetit ), njëra është:

$\eta _{\text{air}}=2.791\times 10^{-7}\times T^{0.7355}$

e cila është e saktë në intervalin −20 °C deri në 400 °C. Që kjo formulë të jetë e vlefshme, temperatura duhet të jepet në kelvin ; $\eta _{\text{air}}$ atëherë korrespondon me viskozitetin në Pa·s.

Substanca të tjera të zakonshme

Substanca	Viskoziteti (mPa·s)	Temperatura (°C)	Ref.
Benzeni	0,604	25
Uji	1.0016	20
Mërkuri	1.526	25
Qumësht i plotë	2.12	20
Birra e zezë	2.53	20
Vaji i ullirit	56.2	26
Mjalti	$\approx$ 2000–10000	20
Keçap	$\approx$ 5000–20000	25
Gjalpë kikiriku	$\approx$ 10 4 – 10 6
Katrani	2.3× 10 11	10–30 (ndryshueshme)