Viskositas adalah parameter penting dalam dinamika fluida – sangat penting sehingga para ilmuwan yang bekerja di lapangan mendefinisikan dua jenis yang berbeda, masing-masing dengan unitnya sendiri. Satuan umum untuk mengukur viskositas dinamis adalah poise (P), yang sama dengan 1 gram per sentimeter-detik. Satuan yang sesuai untuk viskositas kinematik adalah stoke (St), yang setara dengan 1 sentimeter2 per detik. Kedua unit tersebut besar dan, untuk tujuan praktis, lebih umum menggunakan centipoise (cP) dan centistoke (cSt), yang sama dengan seperseratus dari seluruh unit yang sesuai. Cara mudah untuk mengubah dari viskositas kinematik ke dinamis adalah dengan mengalikan nilai dalam centistokes dengan berat jenis cairan untuk mendapatkan nilai yang sesuai dalam centipoise.
Dua Jenis Viskositas
Definisi viskositas dinamis – atau absolut – adalah gaya tangensial per satuan luas yang diperlukan untuk memindahkan satu bidang horizontal fluida terhadap bidang lain pada kecepatan satuan sambil mempertahankan jarak satuan antara pesawat. Dengan kata lain, ini adalah ukuran resistansi internal fluida untuk mengalir. Siapa pun yang mencoba menggerakkan pisau melalui molase tahu bahwa ia memiliki viskositas dinamis yang lebih tinggi daripada air.
Viskositas kinematik didefinisikan sebagai rasio viskositas dinamis terhadap densitas. Dua cairan dengan viskositas dinamis yang sama dapat memiliki nilai viskositas kinematik yang sangat berbeda, tergantung pada densitasnya.
Mengukur Viskositas
Untuk mengukur viskositas dinamis, beberapa jenis gaya eksternal yang diketahui harus diterapkan. Cara umum untuk mengukur kuantitas ini adalah dengan memutar probe dalam cairan dan mengukur jumlah torsi, atau gaya rotasi, yang diperlukan untuk menggerakkan probe pada kecepatan tertentu. Karena viskositas kinematik tidak bergantung pada gerakan atau gaya eksternal selain gaya gravitasi, cara umum untuk mengukurnya adalah dengan membiarkan fluida mengalir melalui tabung kapiler yang dikalibrasi.
Saat mengukur viskositas dinamis dan kinematik, penting untuk memperhitungkan suhu, karena viskositas bervariasi dengan suhu.
Gravitasi Spesifik Membuat Konversi Lebih Mudah
Berat jenis cairan, gas, atau padatan adalah massa jenisnya dibagi dengan massa jenis air. Karena air memiliki densitas 1 g/cm3 (1g/ml), berat jenis adalah nilai tak berdimensi yang pada dasarnya sama dengan densitas. Pintasan ini memudahkan untuk melacak unit saat mengonversi dari viskositas dinamis ke kinematik dan sebaliknya. Untuk fluida apapun, viskositas kinematik dalam centistokes X berat jenis = viskositas dinamis dalam centipoise. Jika Anda melakukan perhitungan yang sama menggunakan densitas dan bukan berat jenis, Anda harus mengubah viskositas menjadi centistokes menjadi stokes, kalikan dengan densitas cairan dalam g/ml, dan ubah hasilnya menjadi poise kelabang.
Beberapa contoh
Dalam kasus air, konversi antara centistokes dan centipoise mudah karena air memiliki berat jenis 1. Viskositas kinematik air pada 70 derajat Fahrenheit (21 derajat Celcius) adalah 1 centistoke, dan viskositas dinamis adalah 1 centipoise.
Pada 68 derajat Fahrenheit (20 derajat Celcius), madu memiliki kepadatan 1,42 g/ml (berat jenis 1,42). Viskositas dinamisnya adalah 10.000 cP, jadi viskositas kinematiknya adalah 10.000 cp /1.42 = 7.042 cSt.