La viscosità è un parametro importante nella fluidodinamica, così importante che gli scienziati che lavorano nel campo ne definiscono due diversi tipi, ciascuno con le proprie unità. Un'unità comune per misurare la viscosità dinamica è l'equilibrio (P), che è pari a 1 grammo per centimetro-secondo. Un'unità corrispondente per la viscosità cinematica è lo stoke (St), che è equivalente a 1 centimetro2 al secondo. Entrambe le unità sono grandi e, per scopi pratici, è più comune utilizzare il centipoise (cP) e il centistoke (cSt), che sono pari a un centesimo dell'intera unità corrispondente. Un modo semplice per convertire la viscosità cinematica in dinamica consiste nel moltiplicare il valore in centistokes per il peso specifico del liquido per ottenere il valore corrispondente in centipoise.
Due tipi di viscosità
La definizione di viscosità dinamica - o assoluta - è la forza tangenziale per unità di area necessaria per spostarne uno piano orizzontale di un fluido rispetto a un altro piano a velocità unitaria mantenendo una distanza unitaria tra gli aerei. In altre parole, è una misura della resistenza interna del fluido al flusso. Chiunque abbia provato a muovere un coltello attraverso la melassa sa che ha una viscosità dinamica maggiore dell'acqua.
La viscosità cinematica è definita come il rapporto tra viscosità dinamica e densità. Due fluidi con la stessa viscosità dinamica possono avere valori molto diversi di viscosità cinematica, a seconda della loro densità.
Misurazione della viscosità
Per misurare la viscosità dinamica, deve essere applicato un tipo di forza esterna nota. Un modo comune per misurare questa quantità è ruotare una sonda nel liquido e misurare la quantità di coppia, o forza di rotazione, necessaria per spostare la sonda a una certa velocità. Poiché la viscosità cinematica non dipende dal movimento o da una forza esterna diversa dalla forza di gravità, un modo comune per misurarla è consentire al fluido di fluire attraverso un tubo capillare calibrato.
Quando si misura la viscosità dinamica e cinematica, è importante tenere conto della temperatura, poiché la viscosità varia con la temperatura.
La gravità specifica semplifica la conversione
Il peso specifico di un fluido, gas o solido è la sua densità divisa per la densità dell'acqua. Poiché l'acqua ha una densità di 1 g/cm3 (1 g/ml), il peso specifico è un valore adimensionale essenzialmente uguale alla densità. Questa scorciatoia rende più facile tenere traccia delle unità durante la conversione dalla viscosità dinamica a cinematica e viceversa. Per qualsiasi fluido, la viscosità cinematica in centistokes X peso specifico = la viscosità dinamica in centipoise. Se fai lo stesso calcolo usando la densità invece del peso specifico, devi convertire la viscosità in centistokes in stokes, moltiplicare per la densità del fluido in g/ml e riconvertire il risultato in equilibrio in centipoise.
Qualche esempio
Nel caso dell'acqua, la conversione tra centistoke e centipoise è facile perché l'acqua ha un peso specifico di 1. La viscosità cinematica dell'acqua a 70 gradi Fahrenheit (21 gradi Celsius) è 1 centistoke e la viscosità dinamica è 1 centipoise.
A 68 gradi Fahrenheit (20 gradi Celsius), il miele ha una densità di 1,42 g/ml (peso specifico 1,42). La sua viscosità dinamica è 10.000 cP, quindi la sua viscosità cinematica è 10.000 cp /1,42 = 7.042 cSt.
