Kinematische viscositeit is een fundamenteel fysiek kenmerk van alle gas- en vloeibare media. Deze indicator is van cruciaal belang bij het bepalen van de weerstand van bewegende vaste lichamen en de belasting die ze ervaren. Zoals u weet, vindt in onze wereld elke beweging plaats in de lucht- of wateromgeving. In dit geval worden bewegende lichamen altijd beïnvloed door krachten waarvan de vector tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de objecten zelf. Dienovereenkomstig, hoe groter de kinematische viscositeit van het medium, hoe sterker de belasting die door de vaste stof wordt ervaren. Wat is de aard van deze eigenschap van vloeistoffen en gassen?
Kinematische viscositeit, gedefinieerd als interne wrijving, is te wijten aan de impulsoverdracht van stofmoleculen loodrecht op de bewegingsrichting van de lagen met verschillende snelheden. In vloeistoffen bijvoorbeeld is elk van de structurele eenheden (molecuul) aan alle kanten omgeven door zijn naaste buren, ongeveer op een afstand gelijk aan hun diameter. Elk molecuul oscilleert rond een zogenaamde evenwichtspositie, maar neemt momentum van zijn buren en maakt een scherpe sprong naar een nieuw oscillatiecentrum. In een seconde heeft elke dergelijke structurele eenheid van materie de tijd om ongeveer honderd miljoen keer van woonplaats te veranderen, waarbij ze tussen sprongen van één tot honderdduizenden trillingen maakt. Natuurlijk, hoe sterker een dergelijke moleculaire interactie, hoe lager de mobiliteit van elke structurele eenheid en, dienovereenkomstig, hoe groter de kinematische viscositeit van de stof.
Als op een molecuul wordt ingewerkt door constante externe krachten van aangrenzende lagen, dan maakt het deeltje in deze richting meer verplaatsingen per tijdseenheid dan in de tegenovergestelde richting. Daarom wordt zijn chaotische dwaling omgezet in een geordende beweging met een bepaalde snelheid, afhankelijk van de krachten die erop inwerken. Deze viscositeit is typerend voor bijvoorbeeld motoroliën. Hier is ook belangrijk het feit dat de externe krachten die op het beschouwde deeltje worden uitgeoefend, werken op een soort van het uit elkaar duwen van de lagen waardoor het gegeven molecuul perst. Een dergelijke impact verhoogt uiteindelijk de snelheid van de thermische willekeurige beweging van deeltjes, die niet verandert met de tijd. Met andere woorden, vloeistoffen worden gekenmerkt door een uniforme stroming, ondanks de constante invloed van externe krachten in meerdere richtingen, omdat ze in evenwicht worden gehouden door de interne weerstand van de stoflagen, die juist de kinematische viscositeitscoëfficiënt bepa alt.
Met toenemende temperatuur begint de mobiliteit van moleculen toe te nemen, wat leidt tot enige afname van de weerstand van de lagen van materie, omdat in elke verwarmde substantie gunstigere omstandigheden worden gecreëerd voor de vrije beweging van deeltjes in de richting van de uitgeoefende kracht. Dit kan worden vergeleken met hoe het voor een persoon veel gemakkelijker is om zich door een willekeurig bewegende menigte te wurmen dan door een stilstaande. Polymeeroplossingen hebben een significante indicator van de kinematische viscositeit, gemeten in Stokes- of Pascal-seconden. Dit komt door de aanwezigheid in hun structuur van lange star gebonden moleculaire ketens. Maar naarmate de temperatuur stijgt, neemt hun viscositeit snel af. Wanneer plastic producten worden geperst, worden de filamenteuze, ingewikkeld met elkaar verweven moleculen in een nieuwe positie gedwongen.
De viscositeit van gassen bij een temperatuur van 20°C en een atmosferische druk van 101,3 Pa ligt in de orde van 10-5Pas. De kinematische viscositeit van lucht, helium, zuurstof en waterstof zal onder dergelijke omstandigheden bijvoorbeeld gelijk zijn aan respectievelijk 1,8210-5; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. En vloeibaar helium heeft over het algemeen de verbazingwekkende eigenschap van supervloeibaarheid. Dit fenomeen, ontdekt door academicus P. L. Kapitsa, ligt in het feit dat dit metaal in een dergelijke staat van aggregatie bijna geen viscositeit heeft. Voor hem is dit cijfer bijna nul.
