náhled|Simulace dvou látek s rozdílnou viskozitou (horní kapalina – nižší, dolní kapalina – vyšší) 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. U pevných látek se viskozita projevuje různou deformační odezvou v závislosti na délce trvání působení zatížení (při dlouhodobém zatížení materiál „teče“) – pro viskózní materiály (beton, asfaltový beton) neplatí jednoduchý Hookův zákon a vyskytuje se u nich tzv. dotvarování.

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. supratekutina). Kapaliny s nenulovou viskozitou se označují jako viskózní (vazké).

Značení náhled|vpravo|280px| Symbol dynamické viskozity: η Jednotka SI: newton sekunda na metr čtvereční, značka jednotky: N.s·m−2, ekvivalentně též Pascal sekunda, značka Pa·s. V soustavě CGS je jednotkou dynamické viskozity poise značka P. Běžněji se používá centipoise cP. 1 cP = 10−2 P = 10−3 Pa⋅s = 1 mPa⋅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). V soustavě CGS byl jednotkou viskozity stokes (zkratka St, podle fyzika George Gabriela Stokese). 1 St = 1 cm²·s−1 = 10−4 m²·s−1 1 cSt = 1 mm²·s−1 = 10−6m²·s−1

Výpočet

Tečné napětí vnitřního tření je v nejjednodušším případě podle Newtonova zákona přímo úměrné gradientu rychlosti, , kde označuje gradient rychlosti ve směru kolmém na rychlost, je tečné napětí a se nazývá dynamická viskozita (vazkost).

Převrácená hodnota dynamické viskozity se nazývá tekutost

Podíl dynamické viskozity a hustoty kapaliny se nazývá kinematická viskozita (nebo součinitel kinematické viskozity).

Uvedený vztah platí pro velkou většinu kapalin (i plynů). Takové tekutiny se nazývají newtonské tekutiny (newtonovské). 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 Sutherlandův vzorec , kde je absolutní teplota a 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) LátkaViskozita η [Pa.s]voda0,00102benzín0,00053ethanol0,0012glycerol1,48

Kinematická viskozita kapalin při 18 °C LátkaKinematická viskozita υ (m²/s)voda1,06×10−6benzen7,65×10−6benzín7,65×10−7 glycerín1,314×10−3chloroform3,89×10−6nitrobenzen1,72×10−5topný olej5,2×10−5motorový olej9,4×10−5rtuť1,16×10−7petrolej2,06×10−6

Obecně je minimální viskozita rovna zhruba 10−7 m²/s.

Závislost hodnot kinematické viskozity vody na teplotě Teplota °C υ (m²/s)Teplota °C υ (m²/s)01,79×10−6300,801×10−651,525×10−6400,66×10−6101,317×10−6500,52×10−6121,246×10−6600,48×10−6151,151×10−6700,42×10−6181,067×10−6800,37×10−6201,016×10−61000,29×10−6

Závislost kinematické viskozity vody na teplotě lze vyjádřit vztahem:

kde je teplota vody ve °C

Reference

Související články Mechanika tekutin Mechanika kontinua Supratekutost Viskozimetr Disperze (chemie) Newtonův zákon viskozity

Externí odkazy

Kategorie:Mechanika tekutin Kategorie:Materiálové konstanty