Egftnjytyk

Eksperyment ukazujący lepkość paku lub smoły. Jest ona około 2,3×10¹¹ większa od lepkości wody^[1]

Odtwórz plik multimedialny

Lepkość (wiskoza, z łac. viscosus ‘lepki’)^[2] – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich tarcie wewnętrzne wynikające z przesuwania się względem siebie warstw płynu podczas przepływu^[3] (nie jest to natomiast opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia, w warstwie granicznej.). Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

Inne znaczenie słowa „lepkość” odnosi się do „czepności” – terminu stosowanego w dziedzinie klejów.

Zgodnie z laminarnym modelem przepływu lepkość wynika ze zdolności płynu do przekazywania pędu pomiędzy warstwami poruszającymi się z różnymi prędkościami.

Różnice w prędkościach warstw są charakteryzowane w modelu laminarnym przez szybkość ścinania. Przekazywanie pędu zachodzi dzięki pojawieniu się na granicy tych warstw naprężeń ścinających. Wspomniane warstwy są pojęciem hipotetycznym, w rzeczywistości zmiana prędkości zachodzi w sposób ciągły (zobacz: gradient), a naprężenia można określić w każdym punkcie płynu. Model laminarny lepkości zawodzi też przy przepływie turbulentnym, powstającym np. na granicy płynu i ścianek naczynia. Dla przepływu turbulentnego jak dotąd nie istnieją dobre modele teoretyczne.

Płyn nielepki to płyn o zerowej lepkości (→ nadciekłość).

Dziedziną nauki zajmującą się badaniami nad lepkością jest reologia. Pomiary lepkości prowadzi się na wiskozymetrach i reowiskozymetrach.

Współczynnik lepkości dynamicznej dla rozrzedzonych gazów doskonałych jest proporcjonalny do pierwiastka z temperatury (jest to wynikiem ruchu cząsteczek gazów), a nie zależy od ciśnienia. Dla cieczy współczynnik ten jest odwrotnie proporcjonalny do temperatury, a rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia (jest to spowodowane oddziaływaniem międzycząsteczkowym).

Lepkość dynamiczna |

Lepkość dynamiczna wyraża stosunek naprężeń ścinających do szybkości ścinania:

μ=τγ˙{displaystyle mu ={frac {tau }{dot {gamma }}}}

Jednostką lepkości dynamicznej w układzie SI jest paskal·sekunda o wymiarze kilogram·metr⁻¹·sekunda⁻¹

[μ]=Pa⋅s=kgm⋅s{displaystyle [mu ]=operatorname {Pa} cdot operatorname {s} ={frac {operatorname {kg} }{operatorname {m} cdot operatorname {s} }}}

W układzie CGS jednostką lepkości dynamicznej jest puaz (P).

1 P = 1 dyn·s/cm² = 1 g·cm⁻¹·s⁻¹ = 0,1 Pa·s

Lepkość dynamiczna wybranych substancji |

Współczynniki lepkości wybranych substancji:

Ciecze:

• 
  woda^[4]:
  
  
  
  • 0 °C: 1,79 mPa·s
  
  
  • 25 °C: 0,89 mPa·s
  
  
  • 100 °C: 0,28 mPa·s
  
  
  
  


• 
  gliceryna (25 °C): 934 mPa·s^[4]
  


• 
  miód: 2–10 Pa·s


• 
  etanol (25 °C): 1,07 mPa·s^[4]
  


• 
  rtęć (20 °C): 1,554 mPa·s^[5]
  


• 
  fenol (45 °C): 4,036 mPa·s^[6]
  


• 
  smoła (20 °C): ~10⁷ Pa·s^[5]
  


• 
  krew (37 °C): ~3,5 mPa·s^[7]
  

Gazy:

• 
  powietrze (0 °C): 17,08 μPa·s^[5]
  


• 
  wodór^[5]:
  
  
  
  • 0 °C: 8,35 μPa·s
  
  
  • 827 °C: 21,37 μPa·s
  
  
  
  

Lepkość kinematyczna |

Lepkość kinematyczna, nazywana też kinetyczną^[8], jest stosunkiem lepkości dynamicznej do gęstości płynu:

ν=μρ{displaystyle nu ={frac {mu }{rho }}}

Lepkość kinematyczną w układzie SI wyraża się w m²·s⁻¹.

W układzie CGS jednostką lepkości kinematycznej jest stokes: 1 St = 1 cm²·s⁻¹ = 10⁻⁴ m²·s⁻¹.

Lepkość względna |

Lepkość względna jest to stosunek lepkości dynamicznej badanej cieczy do lepkości cieczy wzorcowej (najczęściej wody). Jest to wielkość bezwymiarowa. Można ją wyznaczyć poprzez porównanie czasu wypływu danej cieczy w porównaniu do czasu wypływu cieczy wzorcowej przez otwór kubka wypływowego (lakiery, farby) lub lepkościomierza porównawczego (oleje smarne).
Dla rozróżnienia lepkości względnej mierzonej w różnych lepkościomierzach porównawczych stosuje się oznaczenia:

• stopień Englera, °E (Polska i większość krajów europejskich)


• stopień Barbiego, °B (Francja)


• sekunda Redwooda, RI (Wielka Brytania)


• sekunda Saybolta, SUS (USA).

Zobacz też |

• mechanika płynów


• płyn newtonowski

Przypisy |

Bibliografia |

• 
  Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich. Fizyka, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1991, wyd.3, ​ISBN 83-204-1192-0​.


• 
  Szczepan Szczeniowski Fizyka doświadczalna. Ciepło i fizyka molekularna. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa (1953)


• Bronisław Średniawa, Jan Weyssenhoff Mechanika środowisk rozciągłych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa-Kraków 1969


• Zbigniew Lawrowski: Tribologia. Tarcie, zużywanie i smarowanie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1993.