Viskozita

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Simulace dvou substancí s rozdílnou viskozitou. Horní substance má nižší viskozitu než substance dole

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 brzdění pohybu kapaliny nebo těles v kapalině.

Pro ideální kapalinu má viskozita nulovou hodnotu (taková kapalina se zařazuje jako další skupenství - tzv. supertekutina). Kapaliny s nenulovou viskozitou se označují jako viskózní (vazké).

Značení[editovat | editovat zdroj]

  • Symbol dynamické viskozity: η
Jednotka SI: newton sekunda na metr čtvereční, značka jednotky: Nsm-2, ekvivalentně též Pascal·sekunda, značka Pa·s
  • Symbol kinematické viskozity: ν
Jednotka SI: metr čtvereční za sekundu, značka jednotky: m2·s-1 (praktičtější je mm2·s-1, příp. cm2·s-1).
Jinou jednotkou je stokes (zkratka St, podle fyzika George Gabriel Stokes).
1 St = 1 cm2·s-1 = 10−4 m2·s-1
1 cSt = 1 mm2·s-1 = 10−6m2·s-1

Výpočet[editovat | editovat zdroj]

Související informace naleznete také v článku Newtonův zákon viskozity.

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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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)[editovat | editovat zdroj]

Látka Viskozita η [Pa.s]
voda 0,00102
benzín 0,00053
etanol 0,0012
glycerín 1,48
olej 0,00149

Kinematická viskozita kapalin při 18 °C[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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}}[zdroj?]

kde T je teplota vody ve °C

Související články[editovat | editovat zdroj]