Što je kinematička viskoznost?

Kinematička viskoznost je svojstvo tekućina i plinova koje predstavlja koliko lako određena tvar može teći. U praktičnom smislu, to je usko povezano s gustoćom tvari. I apsolutna i kinematička viskoznost mijenjaju se ovisno o temperaturi.

Da bi se dobila kinematička viskoznost, apsolutna viskoznost tvari dijeli se s njezinom gustoćom. Kinematička viskoznost je predstavljena grčkim slovom nu, koje podsjeća na “v”; apsolutnu viskoznost predstavlja mu, što podsjeća na “u”; a gustoća je predstavljena rho, što podsjeća na “p”. Jednadžba je, dakle, v = u/p.

Apsolutna viskoznost, također nazvana dinamička viskoznost, mjeri otpor tvari na protok. Eksperimentalno se određuje tako da se tekućina ili plin smjesti između dvije ploče i primjenom poznate količine pritiska za pomicanje gornje ploče – dinamička viskoznost ovisi o tlaku, vremenu u kojem je bio primijenjen i udaljenosti na kojoj se ploča pomaknula vrijeme. Dinamička ili apsolutna viskoznost temelji se na jedinicama pascal-sekundi (Pa*s) u Međunarodnom sustavu jedinica (SI), što znači da ako se pritisak od 1 Pa primijeni tijekom 1 sekunde, ploča će se pomaknuti na istu udaljenost kao i razmak između dvije ploče. Centipoise (cP) je također uobičajena jedinica za dinamičku viskoznost – 1 cP je viskoznost vode oko sobne temperature. Imperijalne jedinice, funte-sekunde po kvadratnoj stopi (lb*s/ft^2), vrlo se rijetko koriste.

Gustoća mjeri masu tvari u odnosu na njezin volumen, što znači da ima jedinice mase po volumenu. Jedinice su kg/m^3 u SI jedinicama ili puževi/ft^3 u imperijalnim jedinicama. Gustoću se može razumjeti usporedbom s težinom – komad gušćeg materijala težit će više od komada iste veličine od manje gustog materijala.

Budući da je kinematička viskoznost dinamička viskoznost podijeljena s gustoćom, ona ima jedinice četvornih metara po sekundi (m^2/s) u SI sustavu ili četvornih stopa u sekundi (ft^2/s) u carskom sustavu. Što se tiče apsolutne viskoznosti, imperijalne jedinice se gotovo nikada ne koriste. Centistokes (cSt) su uobičajene jedinice – jedan cSt je kinematička viskoznost vode na oko sobnoj temperaturi. Jedan cSt jednak je 10^-6 m^2/s.

Toplina utječe na svojstva materijala, pa se obje vrste viskoziteta mijenjaju na višim temperaturama. Kad se tekućina zagrije, lakše teče i time se smanjuje viskozitet. Kinematička viskoznost je nešto manje pod utjecajem od apsolutne viskoznosti, budući da toplina također smanjuje gustoću jer se molekule udaljavaju dok se tvar zagrijava. Viskoznost plinova raste na višim temperaturama – kako se plin širi, on vrši veći pritisak na ploču, što otežava kretanje.