La viscositat cinemàtica és una característica física fonamental de tots els mitjans gasosos i líquids. Aquest indicador és d'importància clau per determinar l'arrossegament dels cossos sòlids en moviment i la càrrega que experimenten. Com sabeu, al nostre món, qualsevol moviment es produeix en l'ambient aeri o aquàtic. En aquest cas, els cossos en moviment sempre es veuen afectats per forces el vector de les quals és oposat a la direcció del moviment dels mateixos objectes. En conseqüència, com més gran sigui la viscositat cinemàtica del medi, més forta serà la càrrega experimentada pel sòlid. Quina és la naturalesa d'aquesta propietat dels líquids i gasos?
La viscositat cinemàtica, definida com a fricció interna, es deu a la transferència de moment de les molècules de substància perpendiculars a la direcció del moviment de les seves capes amb diferents velocitats. Per exemple, en els líquids, cadascuna de les unitats estructurals (molècula) està envoltada per tots els costats pels seus veïns més propers, situats aproximadament a una distància igual al seu diàmetre. Cada molècula oscil·la al voltant d'una anomenada posició d'equilibri, però, agafant l'impuls dels seus veïns, fa un s alt brusc cap a un nou centre d'oscil·lació. En un segon, cada unitat estructural de la matèria té temps de canviar el seu lloc de residència uns cent milions de vegades, fent entre s alts d'un a centenars de milers d'oscil·lacions. Per descomptat, com més forta sigui aquesta interacció molecular, menor serà la mobilitat de cada unitat estructural i, en conseqüència, més gran serà la viscositat cinemàtica de la substància.
Si les forces externes constants de les capes veïnes actuen sobre qualsevol molècula, aleshores en aquesta direcció la partícula fa més desplaçaments per unitat de temps que en la direcció oposada. Per tant, el seu deambular caòtic es transforma en un moviment ordenat amb una certa velocitat, en funció de les forces que hi actuen. Aquesta viscositat és típica, per exemple, dels olis de motor. Aquí, també és important el fet que les forces externes aplicades a la partícula en qüestió treballin en una mena d'empenta de les capes a través de les quals s'estreny la molècula donada. Aquest impacte augmenta finalment la velocitat del moviment aleatori tèrmic de les partícules, que no canvia amb el temps. En altres paraules, els líquids es caracteritzen per un flux uniforme, malgrat la influència constant de forces externes multidireccionals, ja que estan equilibrats per la resistència interna de les capes de matèria, que només determina el coeficient de viscositat cinemàtica..
Amb l'augment de la temperatura, la mobilitat de les molècules comença a augmentar, la qual cosa comporta una certa disminució de la resistència de les capes de matèria, ja que en qualsevol substància escalfada es creen condicions més favorables per al lliure moviment de les partícules en la direcció. de la força aplicada. Això es pot comparar amb com és molt més fàcil per a una persona passar per una multitud que es mou aleatòriament que per una estacionària. Les solucions de polímer tenen un indicador significatiu de viscositat cinemàtica, mesurada en segons Stokes o Pascal. Això es deu a la presència a la seva estructura de llargues cadenes moleculars unides rígidament. Però a mesura que augmenta la temperatura, la seva viscositat disminueix ràpidament. Quan es pressionen els productes plàstics, les seves molècules filamentoses i intrínsecament entrellaçades es veuen forçades a una nova posició.
La viscositat dels gasos a una temperatura de 20 °C i una pressió atmosfèrica de 101,3 Pa és de l'ordre de 10-5Pas. Per exemple, la viscositat cinemàtica de l'aire, l'heli, l'oxigen i l'hidrogen en aquestes condicions serà igual a 1,8210-5, respectivament; 1, 9610-5; 2, 0210-5; 0,8810-5 Pas. I l'heli líquid generalment té la sorprenent propietat de la superfluidesa. Aquest fenomen, descobert per l'acadèmic P. L. Kapitsa, rau en el fet que aquest metall en aquest estat d'agregació gairebé no té viscositat. Per a ell, aquesta xifra és gairebé zero.
